微晶硅薄膜的表面粗糙度及其生长机制的X射线掠角反射研究

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低温制备微晶硅薄膜生长机制的研究

要克服的势垒， % N 是玻尔兹曼常数， & 是衬底温度 ! 在本实验中衬底温度（ %7. / ）较低，反应基元在衬底表面扩散系数很小 ! 另外，在较高的沉积速率下反应基元没有足够的时间迁移到最合适的位置 ! 这就导致了反应基元只能待在其落下的位置，表现为随机生长 ! 有意思的是，在硅衬底上薄膜出现两个生长阶段，在这两个生长阶段之间出现生长模式的过渡期：当 " I ,% <= 时， ! 值随膜厚单调增加， " 0 .&;;，接近 ,1;，为有限扩散生长模式；当 " 0 ,%—,- <= 时是生长模式的过渡期，当 " J ,- <= ! 值突然降低；时，为随机生长模 ! 值随膜厚单调增加， " 0 .&4-，
低温制备微晶硅薄膜生长机制的研究 !
" 谷锦华!）周玉琴!）朱美芳!）李国华#）丁琨#）周炳卿!）刘丰珍!）刘金龙!）张群芳!）
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（中国科学院研究生院物理系，北京
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（中国科学院半导体研究所，北京
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谷锦华等：低温制备微晶硅薄膜生长机制的研究
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继续，岛面密度增加和岛间距变小；当表面形成致密的孤立非晶岛时薄膜开始晶化，此时由于非晶岛之间晶核的出现岛面密度达到最大值；随着薄膜晶粒长大晶核开始互连，所以岛面密度降低 # 对于单晶硅衬底上的薄膜，其临界厚度 +, ’& （即岛面密度的峰值位置）又是! 值与我们目前不清楚 " 值的突变处，这是否也暗示着相变的发生 # 由于实验测量技术的限制，两者之间的相互联系及其物理意义需要作进一步的实验和理论研究 #

不同沉积气压制备微晶硅薄膜的表面粗糙度标度行为研究

ＡｓａｔＴｅｓａｎｅａｉｒｏｕｆｅｒｕｈｅｓｅｏｕｉｆｍｉｏｒｓｌｎｉｃｎ（ｘｂｔｃ：ｈｃｌｇｂｈｖｕｆｓｒｃｏｇｎｓｖｌｔｎｏｒｉｏａｏｃｃｙｔｌｅｓｉｒａｉｌｏＩｃ—Ｓ：ｉＨ）ｆｍｓｉｌ
丁艳丽，乔红贞，谷锦华
（．１商丘师范学院物理与信息工程系，河南商丘４６０；．７００２郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，河南郑州４０５）５２摘要：采用ＶＦ— ＥＶＨＰＣＤ技术制备了两个气压系列不同生长阶段的微晶硅薄膜，通过椭圆偏振技术研究了生长过程中微晶硅薄膜表面粗糙度的演化．实验结果表明：沉积气压Ｐ＝７ａ时，ｇ０Ｐ生长指数Ｂ＝．２±００３对０２．２，
Ｋｅｒｓ：ｃｏｒｓａｌｅＳｈｎｆｍ；ｓｒａｅｒｕｈｅｓ；ｓｅｔｏｃｐｃｅｌｐｏｔｙ；ｔｅｇｏｈｅｐｎｎｙｗｏｄｍｉｒｃｙｔｌｉｉｔｉｌｎｉｕｃｏｇｎｓｆｐｃｒｓｏｉｌｓｍｅｒｉｈｗｔｘｏｅｔｒ
ｐｅａｅｙｖｒｈｇｒｑｅｃｌｍａ—ｅｈｎｅｈｍｃｌｖｐｕｅｏｉｏ（ＨＦ—ＰＣＤ）ｈｓｂｅｒｐｒｄｂｅｙｉｆｕｎｙｐａｈｅｓｎａｃｄｃｅｉａａｏｒｄｐｓｉｔｎＶＥＶａｅｎｉｖｓｇｔｙｕｉｇａｓｅｔｓｏｉｅｉｓｍｅｙ（Ｅｅｈｉｕ．ＴｅｒｓｈｈｗｔａｆｍｓｄｐｓｅｔｇｎｅｔａｅｂｓｐｃｒｃｐｃｌｐｏｔＳ）ｔｎｑｅｈｅｕｓｓｏｔｌｅｏｉｄａＰｉｄｎｏｌｒｃｈｉｔ

《2024年HWCVD法制备纳米硅薄膜及其工艺参数研究》范文

《HWCVD法制备纳米硅薄膜及其工艺参数研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，纳米硅薄膜因其独特的物理和化学性质，在微电子、光电子、生物医疗等领域展现出巨大的应用潜力。

其中，HWCVD（热丝化学气相沉积）法作为一种重要的制备技术，其制备的纳米硅薄膜具有优异的性能和广泛的应用前景。

本文将详细研究HWCVD法制备纳米硅薄膜的工艺参数及其对薄膜性能的影响。

二、HWCVD法制备纳米硅薄膜的原理及特点HWCVD法是利用热丝高温分解硅烷等含硅气体，生成硅原子和气态反应物，在衬底上发生沉积形成硅膜的一种技术。

该法具有沉积速度快、膜层质量好、掺杂效果好等优点。

三、工艺参数研究（一）基底温度基底温度是影响纳米硅薄膜性能的关键因素之一。

研究表明，随着基底温度的升高，硅原子的迁移率增大，有利于形成更致密的薄膜结构。

然而，过高的温度可能导致薄膜的晶粒增大，甚至出现晶粒之间的烧结现象。

因此，在制备过程中需合理控制基底温度。

（二）气体流量气体流量对HWCVD法制备纳米硅薄膜的质量有重要影响。

当气体流量过大时，硅原子在衬底上的迁移距离增大，可能导致薄膜的均匀性变差；而气体流量过小则可能使反应速率降低，影响薄膜的沉积速度。

因此，需根据实际情况调整气体流量。

（三）热丝温度热丝温度是HWCVD法中最重要的工艺参数之一。

热丝温度的高低直接决定了硅原子的生成速率和活性。

当热丝温度过高时，可能使硅原子在到达衬底前发生聚合反应，影响薄膜的纯度和质量；而热丝温度过低则可能使反应速率降低，影响生产效率。

因此，需根据实际需求调整热丝温度。

（四）沉积时间沉积时间是影响纳米硅薄膜厚度的关键因素。

在保证薄膜质量的前提下，适当延长沉积时间可增加薄膜的厚度。

然而，过长的沉积时间可能导致薄膜出现过度生长的现象，甚至出现裂纹等缺陷。

因此，需根据实际需求控制好沉积时间。

四、实验方法与结果分析（一）实验方法采用HWCVD法，通过调整基底温度、气体流量、热丝温度和沉积时间等工艺参数，制备出不同性能的纳米硅薄膜。

HWCVD技术高速沉积优质微晶硅薄膜及其生长机制研究的开题报告

HWCVD技术高速沉积优质微晶硅薄膜及其生长机制研究的开题报告开题报告题目：HWCVD技术高速沉积优质微晶硅薄膜及其生长机制研究研究背景：微晶硅薄膜由于具有良好的光电学性能，以及低成本、易加工、可大面积制备等优势，近年来广泛应用于太阳能电池、薄膜晶体管、显示屏等领域。

其中，高速沉积HWCVD技术是制备微晶硅薄膜的主要方法之一，但是在生长过程中存在不确定的因素，如气体流量、放电功率等因素都会影响薄膜的质量和结构，因此需要深入研究微晶硅薄膜的生长机制，以便在实际生产中更好地控制其制备过程。

研究内容与目的：本研究旨在通过HWCVD技术制备高质量的微晶硅薄膜，并探究其生长机制。

具体研究内容包括：1.利用HWCVD技术沉积纯硅和掺杂硅薄膜样品，并通过扫描电镜、X射线衍射和拉曼光谱等手段对其进行形貌、结构和光电学性能的表征和分析；2.通过改变沉积条件，如气体流量、放电功率等参数，研究其对微晶硅薄膜成分和结构的影响；3.通过对比实验和理论计算，探讨微晶硅薄膜在不同条件下的生长机制，为优化微晶硅薄膜的制备提供理论基础。

预期成果：通过本研究，我们期望能够深入了解HWCVD技术制备微晶硅薄膜的过程和机理，以及不同因素对薄膜成分和结构的影响，进一步掌握微晶硅薄膜的生长规律，并在实际生产中提高其质量和效率。

计划进度：第一年：搜集相关文献，建立微晶硅薄膜制备平台，进行样品制备和表征。

第二年：通过改变沉积条件研究其对微晶硅薄膜成分和结构的影响，并提取生长机制的一阶动力学方程建立模型。

第三年：通过对比实验和理论计算，探究微晶硅薄膜在不同条件下的生长机制，进一步提高其制备效率及质量。

参考文献：1. Lee HW, et al. High-quality microcrystalline silicon films deposited at a high growth rate by plasma-enhanced chemical vapor deposition. J Appl Phys 2003;94:2234-8.2. Geng Z, et al. Amorphous-to-microcrystalline transition in thin silicon films deposited by hot-wire chemical vapor deposition. J Appl Phys 2018;123:183301.3. Ding L, et al. Hot-wire chemical vapor deposition of large-grain microcrystalline silicon. Appl Phys Lett 2004;84:1902-4.。

PECVD低温制备微晶硅薄膜的研究

第37卷第1期人　工　晶　体　学　报 Vol .37　No .1　2008年2月 JOURNAL OF SY NTHETI C CRYST ALS February,2008　PECV D 低温制备微晶硅薄膜的研究马　康,王海燕,吴　芳,卢景霄,郜小勇,陈永生(郑州大学材料物理教育部重点实验室,郑州450052)摘要:实验采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD )法在玻璃衬底上制备了微晶硅薄膜。

研究了氢稀释比、衬底温度、射频功率等因素对薄膜晶化的影响,得出在一定范围内随着衬底温度的升高、射频功率和氢稀释比的增大,薄膜的晶化率得到提高;但进一步提高沉积温度、射频功率反而会使薄膜晶化效果变差,并对晶化硅薄膜低温生长的机理进行了初步的探讨。

关键词:PECVD;微晶硅薄膜;晶化率;生长机制中图分类号:O484 文献标识码:A 文章编号:10002985X (2008)0120097205Study on the M i crocryst a lli n e S ili con F il m s by PECV D a t L ow Tem pera tureMA Kang,WAN G Hai 2yan,WU Fang,LU J ing 2xiao,G AO X iao 2yong,CHEN Yong 2sheng(Key Laborat ory of Material Physics of M inistry of Educati on,Zhengzhou University,Zhengzhou 450052,China )(R eceived 2April 2007)Abstract:M icr ocrystalline silicon thin fil m s using the PECVD method were deposited on common glass substrates at l ow te mperature .The effect of the hydr ogen diluti on rati o,substrate te mperature and discharge power on crystalline conditi on was studied .The results show that in a certain extent with the increase of substrate te mperature,discharge power and hydr ogen diluti on rati o,the crystalline volu me fracti on is enhanced .W e als o discussed the gr owth mechanis m of the m icr ocrystalline silicon thin fil m s fr om the as pect of surface reacti on and s pace reacti on .Key words:PECVD;m icr ocrystalline silicon thin fil m ;crystalline volu me fracti on;gr owth mechanis m 收稿日期:2007204202 基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(No .2006G B202601) 作者简介:马康(19822),男,河南省人,硕士。

微晶硅薄膜材料的沉积以及微结构与光电特性的研究

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟微晶硅薄膜材料的沉积以及微结构与光电特性的研究采用射频等离子增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术，在较高的射频功率和沉积气压条件下，通过改变硅烷浓度和衬底温度等参数，以Corning7059 玻璃为衬底制备微晶硅薄膜材料。

通过拉曼光谱和光暗电导的测试等方法对薄膜特性进行了表征，研究了沉积参数对微晶硅薄膜材料的微结构以及光电特性的影响，并讨论了它们的相关性。

解释了结构与光电特性的变化规律，以表面扩散的机理讨论了结晶过程。

实验表明，硅烷浓度和衬底温度这两个参数对于微晶硅薄膜材料的微结构及其光电特性具有重要影响，而且参数之间存在匹配关系。

氢化微晶硅由于其良好的光电特性，被广泛地应用于太阳能电池，薄膜晶体管，以及光电传感器等光电子领域。

目前制备微晶硅薄膜材料主要通过射频等离子体化学气相沉积(RF-PECVD)，甚高频化学气相沉积(VHF-PECVD)以及热丝气相沉积(HWCVD)等技术在氢稀释条件下分解硅烷的方法得到，它们各自拥有自身的优势。

不过相对于在工业上，RF-PECVD 技术更为成熟。

微晶硅属于间接带隙材料，因而在太阳光谱的可见光部分的吸收系数相对较低，这就需要一定厚度的微晶硅层来获得充足的光吸收。

但是用传统RF-PECVD 方法制备微晶硅的沉积速率较小、重复性差。

人们在改变制备方法的同时，也在不断追求在其工艺上的改良，比方说在PECVD 工艺中高压耗尽方法的提出较好地解决了微晶硅薄膜材料的沉积速率小的问题。

但是微晶硅材料作为一种硅的微晶粒镶嵌于非晶硅基质中的两相结构材料，其光电性质依赖于其微结构，而微结构又依赖于其沉积参数及其相互匹配。

在制备器件质量级的微晶硅材料时，人们更多的采取正交试验的方法，择优参数，依次的优化，往往有些参数直接被否。

SrTiO3薄膜的掠入射X射线衍射研究

ＳＴＯ薄膜的掠入射ｘ射线衍射研究ｒｉ３
翟章印
（阴师范学院物理与电子电气工程学院，苏淮安淮江２３０）２３０
摘
要：用掠入射ｘ射线衍射技术研究了外延ＳＴＯ采ｒｉ，薄膜面内晶格应变随着深度的分布．
研究发现不管是较薄的还是较厚的薄膜其面内晶格应变随深度的分布都不是连续变化的，而
是可以分为三个区域，即表面区、变驰豫区、应界面区．
关键词：掠入射Ｘ射线衍射；面内晶格参数；应变深度分布
中图分类号：７２０２文献标识码：Ａ文章编号：６１８６２ｌ）１０２．４１７．７（０１０．０２０６
： — — 一
２￣２丌／一ｓ２ｉａｎ
（）５
上式已略去了吸收的影响．在掠入射角ａ小于全反射临界角ａ的区域内，质材料中的ｘ射线电场只介集中在上式决定的穿透深度内，大大提高了来自表面原子层信号的信噪比，材料体内的信息得到抑而
术，测量原理如下．其
１测量原理
波长为的Ｘ射线在材料中的折射率为：
ｎ＝１一
＝
（ｏ＋，ｆ＋矿）＝１一一／Ｐ
（ｏｆ＋厂）＝卫４
ｒｔ
（）１
（）２
（）３
ｐ＝
式中，：
是电子经典半径，是阿伏伽德罗常数，Ａ是平均原子量，是Ｘ射线波长，是质量密ｌＤ

高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究

高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究随着社会的进步，微结构硅薄膜已经广泛应用于现代科技，如通信、电子、微机等领域，其重要性无庸置疑。

微结构硅薄膜的晶体结构和特性及其生长技术有着重要的意义。

在本研究中，高气压下的硅薄膜及其微结构的生长机理研究当前成为科研工作的一个重要部分。

高气压下的硅薄膜是指使用高气压条件来生长硅薄膜。

它具有平坦表面，具有良好的可靠性，低温低耗能，不需要添加复杂的化学物质，以及薄膜厚度可以达到几纳米之小等优势。

高气压硅薄膜的生长机理由三个步骤构成：气体沉积前准备，沉积，以及表面修饰。

首先，在高气压生长过程中，微结构硅薄膜主要依赖于贵金属溅射和热过程的有序分布，生长预处理的环境的高压会影响薄膜的生长。

其次，高气压沉积形成的硅薄膜，在这种高压环境下能够通过物理吸附作用，实现高标准化生长，且相对较低的温度和更高的纯度，以达到较佳的晶体结构和性能。

最后，表面改性就是通过处理表面去除污染成分，使薄膜表面更加平滑，改善薄膜的机械性能和电学性能，以及改变表面力学特性，提高薄膜的抗腐蚀性能，以及其他必要的处理。

此外，硅薄膜的微结构也非常重要。

首先，硅薄膜的晶体结构控制着薄膜的机械、电学和热学性能。

经过高气压沉积方式生长微结构硅薄膜，可以大大改善薄膜表面的光滑度和粗糙度，从而改善薄膜的机械性能和电学性能。

其次，晶体结构的另一个重要特征是结构的定向性，即薄膜的厚度、纹理等具有一定的定向性，这样可以有效提高晶体结构的强度。

最后，微晶硅薄膜的热学性能也是重要的，晶体的热扩散性和热稳定性是影响辐射热传输的重要因素。

本研究已经证明，高气压下的微晶硅薄膜具有良好的晶体结构和特性，为更深入地探讨微结构硅薄膜的性能提供了依据。

另外，本研究也讨论了晶体结构的变化对微晶硅薄膜性能的影响，以及表面处理如何改善薄膜性能，为未来在应用上使用硅薄膜提供了启示。

总之，本文综述了高气压下微晶硅薄膜的生长机理，微结构及其对硅薄膜性能的影响，以及高气压硅薄膜的表面处理等内容，以供后续研究参考。

微晶硅薄膜材料的制备及其光电特性的研究

微晶硅薄膜材料的制备及其光电特性的研究近几十年来，微晶硅薄膜在光电子领域的发展已经表现出了它的重要作用。

微晶硅薄膜的制备及其光电特性的研究一直是光电子领域的热门研究课题。

本文将介绍微晶硅薄膜的制备原理、特性分析以及其在光电子领域的应用。

一、晶硅薄膜材料的制备微晶硅薄膜是一种具有优异微结构和光学性能的重要材料。

它是由硅原子构成的结构小到几纳米的超微粉末组成的，所以它具有优异的光学性质和物理特性。

其制备方法主要有化学气相沉积（CVD）法、溅射法和浸渍法，其中CVD法是最常用的方法。

CVD法可以在合适的温度和压力条件下，将硅原子沉积于基体表面，形成平整的微晶硅层，从而形成微晶硅薄膜材料。

二、晶硅薄膜材料的特性分析微晶硅薄膜具有优异的光学性能，可反射率可达90％，透射率可达70％以上，且抗反射率远高于玻璃。

同时具有优异的韧性性能和耐腐蚀性，可以抵抗多种腐蚀性气体的侵蚀。

此外，微晶硅薄膜还具有超高的热稳定性，可以承受500℃以上的温度环境，对高温环境非常耐久。

三、晶硅薄膜在光电子领域的应用由于具有优异的光学性能，微晶硅薄膜广泛应用于光电子相关领域，如激光器件、显示器件、太阳能电池等。

此外，微晶硅薄膜还可以用于气体传感器、光学光纤和微结构阵列镜片等。

四、结本文从微晶硅薄膜材料的制备原理和特性分析出发，分析了其在光电子领域的应用。

微晶硅薄膜具有高可反射率、高透射率、高抗腐蚀性和高热稳定性等优点，在光电子领域有着极大的发展潜力。

未来，微晶硅薄膜的研究和应用肯定将更加深入，将为光电子领域带来更多的技术发展和潜力。

以上就是本文关于《微晶硅薄膜材料的制备及其光电特性的研究》的全部内容，本文从微晶硅薄膜材料的制备原理、特性分析及其在光电子领域的应用出发，深入研究了微晶硅薄膜的光电特性，指出了其在光电子领域的广泛应用，提出了未来对微晶硅薄膜的研究和应用可以带来的技术发展和潜力。

高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究

高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究近年来，随着科学技术的发展，微晶硅薄膜（SiO2）不仅在日益增长的微电子应用中受到重视，而且被认为是一种具有非常重要特性的新型材料。

在高气压下，微晶硅膜可以以一种非常有效的方式形成，但是它们的表面结构和特性在高气压条件下的形成仍然有待进一步的研究。

在过去的几十年里，研究者已经对在较低的气压（小于100 Pa）下生成的微晶硅进行了大量的研究，其中包括采用原子层沉积和投影刻蚀等技术。

但是，这些方法仍然存在许多限制，包括低生长率，低产率和低生长速率。

此外，由于受到低压的限制，这些技术只能生产低分辨率的微晶硅薄膜。

为了克服这些技术的局限性，最近有许多关于在高气压下生长微晶硅膜的研究，其中包括采用改进的气相沉积（PECVD）技术等。

由于其具有较高的温度和气压，PECVD技术可以显著提高薄膜生长率，因此可以有效地控制微晶硅膜的空间结构。

此外，PECVD技术还可以显著提高膜层的裂纹数量和厚度，从而改善薄膜的导电性能。

为了进一步探究高气压下微晶硅膜的表面结构特性，研究者们近年来开展了一系列相关研究。

由于具有良好的分辨率，扫描电子显微镜（SEM）对于了解由PECVD技术生长的微晶硅膜的表面结构特性至关重要。

最近的研究发现，它们的表面形貌有塑性变形，并且在低气压条件下具有非常接近理想的表面结构。

此外，研究者们还发现，在高气压条件下生长的微晶硅膜的晶粒可以有效地控制和优化，其中包括晶粒的尺寸、形状和结构。

这些改进可以提高膜层的厚度、硬度、导电性能等。

此外，通过不断完善技术，研究者们已经发展出了一些用于优化晶粒结构的新方法，其中包括采用不同的原料和参数，以及采用多层次的多尺度技术。

综上所述，高气压下微晶硅膜的生长及微结构正在产生重大突破。

研究者们正努力开发出更加有效率和可靠的PECVD技术，以及更佳的晶粒控制方案。

这些技术不仅可以改善微晶硅薄膜的性能，而且可以为开发更高性能的新型器件提供基础。

高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究

高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究
微晶硅薄膜是一种具有应用潜力的新型薄膜材料，用于制备太阳能电池、显示屏幕等。

但是，其生长过程以及微结构的讨论仍是一个重要课题。

为此，本文的研究重点是在极高
气压下生长微晶硅薄膜，考察其微结构的变化。

在本文的研究中，采用动态高温还原（DHR）一步法从氢氟酸溶液中气相沉积，在适
当的条件下制备了微晶硅薄膜样品，用极高气压下的热反应技术生长。

经过仔细分析，发
现样品中形成了许多不同结构微粒。

研究发现，当反应温度和气压分别为750℃和2.2 GPa时，微晶硅薄膜的氧化物层具
有极佳的均匀性、高标准的熔融行为和良好的光学性能。

因此，在此条件下可以得到良好
的样品，微晶硅薄膜的晶粒大小也得到了一定程度的改善。

从X射线衍射（XRD）曲线来看，所生长的微晶硅薄膜具有立方晶体结晶相形态，而
且晶胞参数也可以获得。

此外，通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电镜（TEM）等表征技
术对微晶硅/氧化物界面的粗糙度和表面能做出了详细的表征，也能观察到晶格的调整。

综上所述，本文的研究开展了一项重要的研究，微晶硅薄膜在极高气压下的生长及微
结构的研究取得了不错的成果，为今后微晶硅薄膜的应用提供技术支持以及更完善的研究
基础。

高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究

高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究硅薄膜是一种重要的超薄材料，在半导体制造、电子与光学行业、电化学与电解技术中都有广泛的应用。

由于其厚度只有几十到几百分毫米，对于强度要求较高的微结构材料，高气压下的微晶硅薄膜生长技术更是可取代传统的低气压条件生长技术，以达到更好的生长效果及性能。

首先，高气压下硅薄膜的生长及微结构研究是非常重要的。

根据不同生长条件，微晶硅薄膜可以表现出不同的形貌与性能。

在低气压环境中，硅薄膜的晶格稳定性很差，可以很容易形成大尺寸的薄斑；而在高气压下，由于气相中的气体分子会使硅薄膜的晶格结构稳定，从而可以减少大尺寸的薄斑出现，改善微晶硅薄膜的表面质量。

其次，高气压下硅薄膜的生长及微结构研究可以有效地改善硅薄膜的力学性能。

因其厚度只有几十至几百微米，硅薄膜在高气压下可形成稳定的结构，且其尺寸小而均匀，可以有效地提高硅薄膜的强度及耐磨性。

此外，高气压下硅薄膜的生长及微结构研究还可以控制微晶硅薄膜的光学性能。

目前，硅薄膜的高反射率是一个关键的技术难点，而高气压下的生长能更加精确地控制硅薄膜的尺寸及晶格结构，从而可以改善硅薄膜的反射率，可以使不同的硅薄膜有着不同的反射率，从而实现光学特性的控制。

本文以高气压下微晶硅薄膜的生长及微结构研究为研究热点，对高气压下硅薄膜的生长及性能进行了理论分析和实验研究，发现高气压下硅薄膜的生长可以获得较高的晶格结构稳定性，改善硅薄膜的力学性能、提高反射率，同时还可以有效地控制硅薄膜的微结构尺寸和光学特性。

总之，高气压下硅薄膜的生长及微结构研究是一个十分重要的研究领域，有助于推动硅薄膜在众多领域的进一步发展和应用。

今后，高气压下硅薄膜的生长及微结构研究仍然是一个非常重要的研究方向，未来还需要进一步开发和改进。

首先，可以延伸到硅薄膜的其他类型，如氧化物薄膜的应用；其次，可以在不同的温度条件下进行研究，以探索在不同温度下高气压硅薄膜的形成及性能演变；再者，可以尝试生长复杂的表面微结构，最大程度地提高硅薄膜的特定性能；最后，可以尝试一系列实验与模拟，以期开发出一种能够有效控制硅薄膜生长及微结构复杂度的新技术。

微晶硅薄膜的制备及X射线衍射现象的分析

微晶硅薄膜的制备及X射线衍射现象的分析钱丽敏（学号：20071116165）（物理与电子信息学院物理学专业2007级汉班，内蒙古呼和浩特 010022）指导教师：周炳卿摘要：利用射频等离子体增强型化学气相沉积技术低温制备了氢化纳米晶硅薄膜。

通过对做好的微晶硅薄膜做X衍射实验，可以得到微晶硅薄膜的X衍射谱线。

通过对所得的X衍射谱线的分析及相关的公式，可以计算微晶硅薄膜的晶粒度及衍射峰的半高度。

通过X衍射实验测试表明，沉积的薄膜在晶粒度上符合纳米晶的条件。

关键词：化学气相；技术；微晶硅薄膜；X衍射；分析1 引言纳米晶硅（nc-Si)同非晶硅（a-Si)一样是硅的一种同素异型体，具有小的无定形态的硅晶粒[]1。

纳米晶硅薄膜材料由纳米量级(1～10 nm) 的晶粒和晶粒间界组成,它是一种既不同于单晶硅和多晶硅，又不同于非晶硅和微晶硅的一种独特的人工合成薄膜材料。

制备的基本原理是把纳米粒子直接沉淀在低温基片上。

研究表明,纳米晶硅薄膜具有如量子尺寸效应、量子隧道效应、表面效应等量子现象和独特的光学和电学特性。

纳米晶硅薄膜是集晶体硅材料和氢化非晶硅薄膜优点于一体 , 可望广泛应用于薄膜太阳能电池、光存储器、发光二极管和薄膜晶体管等光电器件的一种新型功能材料。

为了使化学反应在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相技术。

这种技术的实验机理：借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。

PECVD具有设备简单，技术成熟，沉积温度低，成膜质量好等优点，通过对沉积参数的调制和优化，可以制备出优质的微晶硅薄膜。

用做好的薄膜做X射线衍射，并对其进行分析。

X射线衍射分析（X-ray diffraction，简称XRD），是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。

非晶硅薄膜表面微纳结构制备及抗反射性能研究

非晶硅薄膜表面微纳结构制备及抗反射性能研究吴杰【摘要】In order to modify the amorphous silicon thin film and make it present a good anti-reflection. This article adopt the method of laser interference lithography to fabricate micro-nano structures with anti-reflective properties in amorphous silicon thin film surface. A three-beam laser interference system is built,using a wavelength of 1064nm Nd:YAG laser as a light source, the spatial distribution of nearly three beams rotationally symmetric. The surface pattern of the samples are observed by scanning electron microscope (SEM). In order to obtain the characteristic parameters, including the size and depth information of amorphous silicon (a-Si), atomic force microscope (AFM) was operated in the tapping mode. The last but not least, the reflectance of the samples surface was measured by reflectivity mea-surement system which include a Xenon-lamp as light source and a spectrophotometer with an integrating sphere and analysied the effect of antireflective performance in different characteristic parameters. The experimental results show that with the increase of energy gradually,the period of the intensity distribution did not change,the diameter of the hole, the distance between the hole and the depth of the hole gradually changed and a linear distribution,and amorphous sili-con surface reflectivity is gradually reduced,the average reflectance of this periodic structure is less than 10%.%为了对非晶硅薄膜表面改性，使其具有更好的抗反射性，将采用激光干涉光刻的方法，在非晶硅薄膜表面制备具有抗反射性能的微纳结构。

利用掠入射X射线技术表征高分子薄膜

利用掠入射X射线技术表征高分子薄膜张吉东;莫志深【摘要】掠入射X射线技术是一种表征高分子薄膜的结晶性、厚度、界面粗糙度等物理量的新方法,本文简单介绍了这种技术中X射线反射率法和掠入射X射线衍射法的基本原理、测试和分析方法以及这些方法在高分子薄膜研究中的应用.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2009(024)002【总页数】7页(P1-6,9)【作者】张吉东;莫志深【作者单位】中国科学院长春应用化学研究所,高分子物理与化学国家重点实验室,吉林长春,130022;中国科学院长春应用化学研究所,高分子物理与化学国家重点实验室,吉林长春,130022【正文语种】中文【中图分类】O6随着科学技术的发展，厚度仅为纳米级的高分子薄膜在如微电子器件、生物医用、巨磁薄膜等领域得到越来越多的应用。

对这些薄膜的结晶性以及厚度、界面情况等的表征是很重要的。

由于一些界面是埋在高分子薄膜下方，很难用如扫描电子显微镜、扫描探针显微镜等手段表征出来;同时由于高分子薄膜的衍射信号较弱，而且容易被基底信号掩盖，所以用常规X射线衍射方法很难表征出高分子薄膜的结晶性。

掠入射X射线技术的出现为这方面的研究提供了一个新的机遇。

掠入射X射线(Grazing incident X－ray)技术是一种新颖的测试薄膜的技术［1－2］，在测试时，X射线以很小角度入射到样品表面，几乎与样品平行。

一般有两种测量模式:对称耦合模式和非耦合模式。

前者测试时入射角与反射角同步等步长增加，亦称X射线反射率(X－ray Reflectivity，XRR)的测量，常用于测量薄膜的密度、厚度、粗糙度以及密度分布等信息。

后者测试时入射角不变，探测器在大角区扫描测量衍射信号，亦被称为掠入射X射线衍射(Grazing incident X－ray diffraction，GIXRD)，常被用来表征薄膜的结晶信息(如晶型、取向、结晶度、微晶尺寸等)。

本文简单介绍掠入射X射线技术的基本原理和在高分子薄膜表征中的一些初步应用。

PECVD生长纳米硅薄膜的X射线衍射分析

实验方法PECV D生长纳米硅薄膜的X射线衍射分析宓小川,陈英颖(宝山钢铁股份公司技术中心分析测试研究中心,上海201900)吴则嘉,刘晓晗,杨晟远,张林春(上海维安新材料研究中心有限公司,上海200082)摘　要:等离子增强化学沉积生长的纳米硅薄膜是由纳米级尺寸的晶粒和晶界组成的厚度极薄的薄膜,采用X射线薄膜衍射法即X射线以低掠射角(1°～5°)入射,延长X射线在薄膜中的行程,同时将聚焦光路改为平行光光路,以提高来自薄膜的衍射强度,得到纳米硅薄膜的衍射峰。

借此方法,研究了本征膜和掺磷薄膜的硅晶体结构及掺磷浓度对硅晶粒大小和晶格微观畸变的影响。

关键词:X射线衍射;等离子增强化学沉积;纳米硅薄膜;相;晶粒尺寸;微观畸变中图分类号:O484.1;　TG115.23 文献标识码:A 文章编号:100124012(2004)0420179204XRD ANAL YSIS OF NANO2SIL ICON THIN FIL M PREPARED B Y PECVDMI Xiao2chuan,CHEN Ying2ying(Testing Center,R&D Center,Baoshan Iron&Steel Co.Ltd.,Shan ghai201900,China)WU Z e2jia,L IU Xiao2han,YANG Sheng2yuan,ZHANG Lin2chun(Shanghai Wayon Material Research Center,Shanghai200082,China)Abstract:Si thin film prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD)is characterized by small2thickness and nanocrystallites.As a result,it is hard to obtain the diffracted X2rays from Si thin film by conventional focusing optical method.In this paper,an alternative way is introduced,in which focusing optics is changed to parallel2beam optics and low2angle incidence is achieved by fixing theθ2axis to increase the diffracted X2rays from the Si thin film and remove the contribution of intensity from the substrate.Based on the parallel2beam optical method,the phase analysis,effect of P concentration on crystallite size and lattice strain of nc2Si:H and nc2Si:H(P)thin film are studied.K eyw ords:X2ray diffraction;PECVD;Nano2Si thin film;Phase;Crystallite size;Lattice strain1　引言纳米硅薄膜在上海维安新材料研究中心有限公司自行设计的等离子增强化学沉积(PECVD)设备系统中制备,通过射频电源功率、直流负偏压、反应气压、掺杂浓度、衬底温度等参数的改变,在单晶Si (100)衬底上制备了不同的纳米硅薄膜。

薄膜材料研究中的XRD技术

[ 5]
。
绝对测量晶格参数时, 要以晶体自身来定标。传统的方法主要有两种[ 3, 6] : 同一晶面的不同级数方法和 Bond 方法。这两种方法的关键都在于测量
B 。前者利用布拉格公式得到布拉格衍射角 H
n1 K n2 K ni K = = , sin ( X n + $H 0) sin ( X n + $H 0) sin ( X n + $H 0) 1 2 i 其中: K表示 X 射线的波长 ; n i 表示衍射级数 , 而 X n 为各级衍射的布拉格角, 由此求得零点误差 i $H 0 , 并进一步计算; Bond 方法核心是将探测器定在两个合适的不同角度 , 利用样品同一晶面的 X 扫描消除零点误差, 从而得到实际情况下的布拉格角
H B = 多研究工作。如 S. Raoux 等人[ 7] 利用此方法完成了各种不同材料薄膜厚度与温度关系的测量 , 研究了 Ge2 Sb2 Te 5 ( GST) 、掺 N 的 GST 、 Ge15 Sb85 、Sb2 Te 、掺 Ag 和 In 的 Sb2 Te, 发现当外延膜厚度小于 10 nm 时, 晶体的生长温度将随着外延膜的厚度减小而升高。 D. Scit i 等人[ 8] 测量了 AlN + SiC+ ( ZrB2 , MoSi2 ) 系统的晶格参数和应力, 并与其他方法进行了比较。其实早在 1995 年 , J. Birch 等人就曾提出了测量单晶超晶格结构晶格参数的其他方法 , 他们采用 X - 2H 扫描确定垂直于衬底表面的晶格参数, 并利用倒易空间图进行非对称的晶面测量, 由此求出平行于衬底表面的晶格参数。作为应用 , 他们还以生长在 MgO ( 001 ) 上的 Mo/ V ( 001 ) 超晶格结构为例 , 测得 a Mo = 0. 309 nm、 cM o = 0 . 319 nm、 a V = 0. 305 nm, c V = 0. 298 nm, 其中 a Mo 、 cMo 分别为 Mo 的平行、垂直于衬底平面的晶格参数 , 而 a V 、 cV 分别为 V 的平行、垂直于衬底平面的晶格参数。

用图像处理技术计算薄膜厚度和表面粗糙度

用图像处理技术计算薄膜厚度和表面粗糙度
刘飒;邱宏
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2009(033)009
【摘要】应用数字图像技术处理薄膜的断面扫描电子显微照片,定量分析薄膜材料的厚度和表面粗糙度.根据薄膜的断面扫描电子显微照片的特征,用垂直投影法计算阈值,根据阈值对薄膜显微照片进行二值化处理,获取薄膜材料表面图像;再将二值化后的图像做垂直投影,确定薄膜表面区域,并根据该区域区间去除噪音.对已提取的薄膜表面细化,提取薄膜表面轮廓线;确定薄膜的平均表面并计算出表面的粗糙度.应用局部垂直投影法,确定薄膜与衬底之间的界面位置.根据薄膜的平均表面的位置和界面的位置,计算出薄膜的厚度.
【总页数】4页(P117-120)
【作者】刘飒;邱宏
【作者单位】北京农学院计算机与信息工程系,北京,102206;北京科技大学物理系,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41;TG115.21
【相关文献】
1.X射线反射法分析ZnO基薄膜的厚度、密度和表面粗糙度 [J], 徐光亮;赵德友;刘桂香
2.直接计算法计算粗糙面薄膜的折射率和厚度 [J], 王莉;巩勇刚
3.用图像处理技术定量分析薄膜中的微观空隙 [J], 刘飒;陈晓白;邱宏
4.聚酯薄膜表面粗糙度及厚度测试方法的改进 [J], 傅斌
5.双向拉伸对PET和PPS薄膜表面粗糙度及厚度均匀性的影响 [J], 王运东
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