电极间距对μc-Si1-xGex：H薄膜结构特性的影响

曹宇; 张建军; 严干贵; 倪牮; 李天微; 黄振华; 赵颖

doi:10.7498/aps.63.076801

摘要

采用射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）技术，使用SiH4加GeH4的反应气源组合生长微晶硅锗（μc-Si1-xGex：H）薄膜. 研究了电极间距对μc-Si1-xGex：H薄膜结构特性的影响. 发现薄膜中的Ge含量随电极间距的降低逐渐增加. 当电极间距降至7 mm时，μc-Si1-xGex：H薄膜具有较大的晶粒尺寸并呈现较强的（220）择优取向，同时具有较低的微结构因子. 通过薄膜结构特性的变化分析了反应气源的分解状态，认为Ge含量的提高主要是SiH4的分解率降低所导致的. 在较窄的电极间距（7 mm）下，等离子体中GeH3基团的比例较大，增强了Ge前驱物的扩散能力，使μc-Si1-xGex：H薄膜的质量得到提高.

关键词:

Abstract

Hydrogenated microcrystalline silicon germanium (μc-Si1-xGex:H) thin films have been prepared by radio frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD) using a mixture of SiH4 and GeH4 as the reactive gases. Effects of electrode separation on the structural properties of μc-Si1-xGex:H thin films have been investigated. Results show that reduction of the electrode separation can increase the Ge content in the films. Moreover, μc-Si1-xGex:H thin film deposited at a lower electrode separation of 7 mm possesses not only a stronger (220) orientation and a larger grain size, but also a lower microstructural factor. Then, the decomposition characteristics of the reactive gases are analyzed according to the variation of the structural properties of the μc-Si1-xGex:H thin films. It is found that the increase of the Ge content is due to the decrease of the SiH4 decomposition rate in the plasma. While the better film quality obtained at the lower electrode separation is attributed to the enhancement of the diffusibility of the Ge precursors caused by improving the proportion of GeH3 radicals

Keywords:

microcrystalline silicon germanium /
electrode separation /
residence time /
radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition

作者及机构信息

1.
东北电力大学电气工程学院, 吉林 132012;

2.
南开大学光电子薄膜器件与技术研究所, 光电信息技术科学教育部重点实验室, 光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室, 天津 300071

基金项目: 国家重点基础研究发展计划（批准号：2011CBA00705，2011CBA00706，2011CBA00707）、国家自然科学基金（批准号：61377031）、天津市应用基础及前沿技术研究计划（批准号：12JCQNJC01000）和东北电力大学博士科研启动基金（批准号：BSJXM-201304）资助的课题.

Authors and contacts

1.
Electrical Engineering College, Northeast Dianli University, Jilin 132012, China;

2.
Institute of Photo-electronic Thin Film Devices and Technique of Nankai University, Key Laboratory of Photo-electronics Thin Film Devices and Technique of Tianjin, Key Laboratory of Optoelectronics Information Science and Technology,Chinese Ministry of Education, Tianjin 300071, China

Funds: Project supported by the State Key Development Program for Basic Research of China (Grant Nos. 2011CBA00705, 2011CBA00706, 2011CBA00707), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61377031), nd the Natural Science Foundation of Tianjin, China (Grant No. 12JCQNJC01000), and the Dctoral Scientific Research Foundation of Northeast Dianli University (Grant No BSJXM-201304).

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施引文献

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