臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要研究目的是以電子迴旋共振化學氣相沉積系統(ECR-CVD)沉積微晶矽薄膜。使用各種不同參數沉積微晶矽薄膜。矽烷濃度、沉積壓力、微波功率及偏壓功率調整範圍分別設定為3%至7%、7.5 mTorr至17.5 mTorr、400W至700W及0W至20W。微晶矽薄膜特性利用薄膜厚度量測儀(α-step)、X光繞射儀(XRD)、拉曼光譜儀及紫外光/可見光吸收光譜儀(UV-VIS)，分別對薄膜厚度、結晶度、晶向及晶粒大小、薄膜能隙等特性做分析。實驗結果顯示，矽烷濃度在3%、沉積壓力在10 mTorr、微波功率在700W及偏壓功率在15W時具有較高的結晶度。

Microcrystalline silicon (uc-Si) thin films have been prepared by electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR CVD) system. The uc-Si deposited by ECR with different concentration SiH4 (SiH4/SiH4+ H2), deposition pressures, microwave powers, and RF bins powers were investingated. The film thickness, crystalline fraction, crystalline orientation and grain size, and energy band gap of uc-Si films were measured and analysed by α-step, Raman Spectrometer, X-ray diffraction, and UV-visible Spectroscopy, respectively. The experimental results show that, When SiH4 concentration (SiH4/SiH4+ H2) is 3%, deposition pressure is 10 mTorr, Microwave power is 700W, and RF power is 15W we have high crystalline fraction.

目錄
摘要…………………………………………………………………………I
Abstract……………………………………………………………………II
致謝………………………………………………………………………III
目錄……………………………………………………………………IV
圖目錄…………………………………………………………………VII
表目錄……………………………………………………………………X
第一章 緒論………………………………………………………………1
1-1 研究背景及動機………………………………………………1
1-2 研究目的………………………………………………………3
1-3 論文架構………………………………………………………3
第二章 基礎理論…………………………………………………………5
2-1 矽之結晶型態…………………………………………………5
2-2 微晶矽薄膜的特性與成長機制………………………………7
2-2-1 微晶矽基本定義………………………………………7
2-2-2 微晶矽的反應機制……………………………………8
2-3 電漿原理………………………………………………………12
2-3-1 電漿的成分……………………………………………12
2-3-2 電漿的產生……………………………………………12
2-3-3 電漿中的碰撞…………………………………………13
2-4 薄膜沉積及成長理論…………………………………………17
2-5 電子迴旋共振化學氣相沉積法簡介…………………………17
第三章 實驗方法及步驟………………………………………………20
3-1 製程設備………………………………………………………20
3-1-1 電子迴旋共振化學氣相積…………………………20
3-1-2 熱組式蒸機…………………………………………22
3-2 薄膜特性量測器………………………………………………23
3-2-1 薄膜厚度量測儀(α-step) ………………………… 23
3-2-2 拉曼光譜儀(Raman Spectrometer) …………… 24
3-2-3 紫外光/可見光吸收光譜儀(UV-VIS) …………… 26
3-2-4 X光繞射儀(X-ray diffraction) ……………………… 28
3-2-5 場發射式電子顯微鏡(FESEM) ……………………… 30
3-3 實驗法………………………………………………………...31
3-3-1 式片洗……………………………………………….31
3-3-2 微晶矽薄膜作……………………………………….31
3-4 實驗流圖……………………………………………………...32
第四章 實驗分析與結果討論…………………………………………...33
4-1 微晶矽薄膜沉積率…………………………………………...33
4-2 拉曼光譜結晶度之析………………………………………...39
4-3 光譜儀測……………………………………………………...49
4-4 X光繞射結晶性之分析…………………………………………54
第五章 結論……………………………………………………………...57
參考文獻………………………………………………………………….58

參考文獻
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