nc-Si:H薄膜的制备及光学特性研究

发布时间：2017-09-09 00:02

  本文关键词：nc-Si:H薄膜的制备及光学特性研究

  更多相关文章： PECVD nc-Si:H nc-Si(p):H 结构特征 光学特性 光学常数

【摘要】：采用PECVD设备,以H2和SiH4按一定比例混合的气体作为气体源,在石英衬底上制备本征的nc-Si:H薄膜;另外将在一定的H2稀释比下的PH3气体作为掺杂剂,在石英以及单晶硅衬底上制备掺杂的nc-Si(p):H薄膜。本征的nc-Si:H薄膜制备过程中通过改变反应气体中H2的比例;掺杂的nc-Si(p):H薄膜制备过程中通过改变纯PH3和SiH4气体流量的比值(Cp),来分析反应气体浓度的改变对所制备样品薄膜的微结构特性以及其光学特性所产生的影响。使用alpha-step200台阶仪、激光拉曼光谱仪、双光束紫外可见分光光度计、DX-2500型X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)等设备,测试了所制备的本征和掺磷的nc-Si:H薄膜的微结构特征。此外,通过一些方法分析了样品的光学特性的变化情况。基于nc-Si:H及nc-Si(p):H薄膜的透射光谱,采用一种新的分析手段,通过Matlab软件根据薄膜的透过率公式进行编程,通过此程序进行了数据拟合并加以分析,以获得所制备薄膜的膜厚、折射率,吸收系数等光学常数。以提取所制备样品的一些光学常数。同时,根据得到的光学常数可以获得样品的吸收系数以及折射率的变化情况。此过程中,需要先要确定薄膜厚度的初始值,采用包络法,画出薄膜透射光谱的包络线,并提取干涉峰的干涉极值处的数据。最终通过拟合图可以看出,理论计算和实验测得的两条曲线拟合的相当好,使得此方法计算光学常数的可靠性得到了验证。表明这是确定nc-Si:H薄膜一些光学常数的一种有效方法。
【关键词】：PECVD nc-Si:H nc-Si(p):H 结构特征 光学特性 光学常数
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304.055
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-12
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 主要研究内容11-12
• 第2章 nc-Si:H薄膜的制备与表征方法12-18
• 2.1 样品制备12-14
• 2.1.1 实验仪器12-13
• 2.1.2 衬底清洗13
• 2.1.3 制备 nc-Si:H 薄膜13-14
• 2.2 nc-Si:H薄膜的表征方法14-18
• 2.2.1 台阶仪14
• 2.2.2 XRD14-15
• 2.2.3 Raman光谱仪15-16
• 2.2.4 原子力显微镜（AFM）16
• 2.2.5 FTIR16
• 2.2.6 UV-VIS-NIR Spectroscopy16-18
• 第3章 本征nc-Si:H薄膜的制备、表征与光学特性研究18-33
• 3.1 制备18
• 3.2 结构表征18-24
• 3.2.1 沉积速率18-19
• 3.2.2 X射线衍射19-20
• 3.2.3 Raman散射20-22
• 3.2.4 AFM测试22
• 3.2.5 FTIR吸收谱22-24
• 3.3 光学特性24-33
• 3.3.1 透射光谱与反射光谱24-26
• 3.3.2 包络法26-28
• 3.3.3 数据拟合28-30
• 3.3.4 折射率与吸收系数30-32
• 3.3.5 光学带隙32-33
• 第4章 掺磷nc-Si:H薄膜的制备、表征与光学特性研究33-44
• 4.1 制备33
• 4.2 结构表征33-37
• 4.2.1 沉积速率33-34
• 4.2.2 Raman散射谱34-36
• 4.2.3 FITR吸收谱36-37
• 4.3 光学特性37-44
• 4.3.1 透射谱与反射谱37-39
• 4.3.2 包络法39-40
• 4.3.3 数据拟合40-41
• 4.3.4 折射率与吸收系数41-44
• 第5章 结论44-47
• 参考文献47-52
• 致谢52-53
• 硕士研究生在读期间发表的论文53

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本文编号：817097