一、激光再结晶多晶硅中缺陷的TEM观察（论文文献综述）
施长治[1]（2011）在《多晶硅纳米薄膜在压阻传感器应用中的关键技术研究》文中认为在压阻传感器方面,与单晶硅相比,多晶硅薄膜器件无需p-n结衬底隔离,可实现高温工作;与绝缘体上单晶硅（SOI）相比,其具有工艺简单、制造成本低的优势。但是,普通多晶硅压阻传感器灵敏度偏低。研究结果表明,厚度100nm以下的重掺硼多晶硅纳米薄膜（PNTF）具有较高的应变系数（GF≥34）及低电阻及GF温度系数（TCR及TCGF）;而同等掺杂浓度普通多晶硅薄膜的GF仅为2025,TCR及TCGF高近一个数量级。因此,PNTF在高温压阻传感器研制方面具有良好的应用前景。要实现PNTF在压阻传感器中的应用必须解决如下技术问题:在纳米尺寸下其薄膜均一性差,电阻值随工艺条件变化的偏差大,严重影响传感器测量精度,而传统电阻修正法存在稳定性差或浪费芯片面积的缺点,因此必须提出适用于PNTF压阻传感器的电阻偏差精确修正方法;传统铝基接触电极与多晶硅的接触电阻较大且扩散现象显着,易产生电迁移现象,热稳定性欠佳,严重影响器件性能,因此必须研究低接触电阻、合金化深度受控、热稳定性好的多层欧姆接触工艺;PNTF的超薄结构使其电学特性易受外界电荷、污染物及表面氧化的影响,必须对其表面进行保护和钝化处理,而现有单层钝化膜的钝化效果欠佳,且传感器制作工艺又决定钝化工艺温度不能过高,因此必须研究高钝化质量的低温钝化工艺。为此,本文对LPCVD高掺硼PNTF的电阻偏差电学修正技术、欧姆接触技术及表面钝化技术进行了系统的研究。在电阻偏差修正方面,针对硼杂质不存在分凝现象与现有杂质分凝模型存在的矛盾,提出了基于填隙原子-空位对（IV对）理论的晶界电流致再结晶模型及电学修正的晶界热传导模型,将电学修正现象解释为大电流引起晶界级联式再结晶,增大载流子迁移率从而降低薄膜电阻。基于所提出的模型,对不同薄膜参数样品的电学修正特性进行了机理分析,并定量建立了阈值电流密度与薄膜参数的理论关系,并用实验结果对理论模型进行了验证。在此基础上,提出直流电流逐次修正法,并研究了电学修正对压阻、温度特性的影响。结果表明,该法将修正精度提高了4倍,且不会明显改变PNTF的压阻灵敏度及温度系数,适用于PNTF压阻传感器的阻值修正。在欧姆接触方面,针对现有模型测试结构完好率低、测试精度差的问题,改进了现有线性和圆点传输线模型（LTLM和CDTLM）测试结构,并考虑了金属层电阻的影响,基于双半环电阻网络修正了现有CDTLM模型,提出了正交电压测量法,提高了结构完好率及测量精度。基于改进测试结构及测量方法,获得了不同合金化条件下Al、Pd及Ni基接触样品的比接触电阻率（SCR）及I-V特性曲线,采用XRD、EDX、SEM等表征手段,分析了接触界面合金化产物。结果表明,Ti/Pd/Au接触结构合金化后生成低Si耗损量的Pd2Si,SCR比单层Al接触降低2个数量级;Pt/Pd/Au接触结构实现了热稳定性良好的非合金化欧姆接触。在低温钝化工艺研究方面,为了提高PNTF表面钝化质量,避免表面氧化与外界电荷及污染对薄膜特性的影响,分别采用CVD、聚合物包覆及溶胶凝胶法,制备了SiO2/Si3N4双层复合膜、聚酰亚胺（PI）/SiO2复合钝化层及添加不同粘合剂的SiO2钝化膜。表征了样品的表面形貌和粗糙度,并用微波光电导衰减仪测量了样品的有效少子寿命及表面复合速率,最终获得了优化的钝化工艺:对于单层钝化,采用SiO2含量为5g/L的PI/SiO2复合膜;对于双层钝化,采用保留LPCVD离子注入缓冲层SiO2与PECVD Si3N4复合钝化膜。上述工艺的钝化效果比已报道的结果提高56倍。钝化机理分析表明,氮化硅膜的宽禁带使PNTF表面形成反型层,减少表面空穴浓度,产生界面场效应钝化;而带缺陷的SiO2会在界面处引入固定正电荷,增加PNTF表面少子浓度,从而提高了少子寿命。本文的研究不仅为PNTF压阻传感器的研制奠定了理论与实验基础,而且对于其它半导体器件性能的提高也具有一定的科学参考价值。
刘立滨[2]（2017）在《高性能薄膜晶体管关键技术研究》文中研究表明薄膜晶体管（TFT）是实现板上集成和三维单片集成的核心器件之一。随着应用需求的不断提高,这两种新集成技术亟需具有更高性能的TFT器件。然而,由于TFT沟道中存在各种缺陷以及应用场景中低热预算和低成本的多重限制,高性能TFT的制备面临诸多技术挑战。因此,本论文着眼于制备满足更高应用需求的TFT器件,围绕高性能多晶硅（poly-Si）以及非晶铟镓锌氧化物（a-InGaZnO）TFT的关键技术开展了深入和系统的研究。首先,从高空穴迁移率沟道材料的角度,使用自主研发的绿色激光退火设备研究了多晶锗硅（poly-SiGe）的激光退火工艺。通过对光路系统的设计以及扫描模式和退火条件的优化,改善了薄膜的表面形貌,并且将其空穴迁移率提高了4.7倍。其次,从结构和工艺角度,提出了两种具有纳米尺度沟道的poly-Si TFT制备方案。它们均能够突破现有光刻机分辨率的极限,在较低的工艺成本下制备出纳米尺度的poly-Si沟道。采用第一种方案,制备出具有菱形截面的纳米线TFT。采用第二种方案,制备出高κ栅介质Fin型TFT,其中,Fin型沟道的高度为230 nm、宽度为22 nm。得益于三维栅结构对沟道较强的控制能力,这两种新型TFT均表现出优异的性能。此外,分析了Fin型TFT中载流子输运的散射机制,建立了载流子迁移率的温度模型,并由此阐明了其电子迁移率具有正温度系数的机理。再次,从器件涨落特性的角度,提出了一种短沟道poly-Si TFT的涨落分析方法,通过引入晶界位置、晶界倾斜和晶界旋转三个随机变量,完整地描述了晶界在短沟道poly-Si TFT中的随机分布特征,提高了涨落分析的准确性。在此基础上,系统地对比和分析了平面TFT和Fin型TFT的涨落特性,并探讨抑制涨落的方法。最后,从新材料和新工艺的角度,开发了高κ栅介质a-InGaZnO TFT的制备工艺,并研究了其稳定性的优化技术。研究结果表明,Al2O3中的氢元素对TFT稳定性的影响具有双面性,一方面适量的氢元素能够钝化界面态,提高器件的稳定性,另一方面,当氢元素过量时又会起到施主掺杂的作用,导致器件阈值电压在正偏压作用下降低。在150℃的热预算下,在玻璃和高表面粗糙度的Parylene柔性衬底上均制备出性能优异而且性能稳定的Al2O3栅介质a-InGaZnO TFT。在此基础上,进一步探索了a-InGaZnO TFT的应用技术,制备出性能优异的反相器、电荷俘获型存储器和紫外光探测器,为下一步的实际应用奠定了基础。
肖茵静[3]（2016）在《基于分子动力学模拟和显微表征的聚焦离子束纳米加工基础研究》文中研究表明聚焦离子束（Focused Ion Beam,FIB）是一种集原位材料表征、材料去除和材料沉积于一体的纳米级离子束操作手段,在纳米尺度制造中占有着重要的地位。然而,聚焦离子束铣削形成的表面非晶改性层和镓Ga金属污染层会显着影响器件的光学、电学和机械性能。为优化聚焦离子束加工工艺、提高聚焦离子束加工精度、改善器件性能,本文针对聚焦离子束纳米加工中存在的离子注入损伤和离子注入改性等关键科学问题进行了研究,探索了聚焦离子束的加工损伤及其修复方法等微观作用机理。针对现有技术手段不足的缺点,提出了采用分子动力学（MD）仿真及纳米尺度显微表征技术相结合的手段,构建了采用Tersoff-ZBL结合势描述原子间相互作用的Ga-FIB纳米加工及后退火分子动力学模型,系统的研究了典型脆性半导体材料——单晶硅的聚焦离子束纳米加工形成机理及其修复方法,从纳米尺寸和纳秒时间尺度阐释了FIB纳米加工过程中的离子注入损伤形成机理。主要研究成果包括:1.采用径向分布函数、键长键角分布、共近邻分析、均方根粗糙度等方法研究了离子束能量（0.5 keV、1 keV、2 keV）、离子注入剂量、束流密度等FIB加工参数对样品内部损伤的影响规律。MD研究表明,基底损伤深度和横向损伤范围均随着离子注入能量和剂量的增加而增加。离子轰击初期,硅内部只产生点缺陷及分散的小缺陷团,硅内部缺陷浓度随着离子注入剂量线性增长;在分散的缺陷团向连续非晶层演变的过程中,缺陷生长速度不断降低;形成连续非晶层后,缺陷浓度增长非常缓慢。原子力显微镜测量得到的FIB加工区域的表面隆起现象是由表面粗糙度的增加和表面密度的降低二者共同作用引起的。束流密度大于3.5×1023 cm-2s-1时,局部温度累积效应使得硅片表面温度高于熔点,材料溅射产额剧增。采用蒙特卡洛方法研究了离子注入角度和束流能量对溅射产额、入射离子分布、靶材损伤的影响。相关研究成果弥补了单晶硅材料Ga-FIB纳米加工机理方面的不足。2.使用各种显微结构表征手段（X射线光电子能谱深度分析、拉曼光谱、透射电镜、能谱仪、原子力显微镜等）对材料形成过程中表面/近表面的微观结构和成分进行检测和观察,揭示了聚焦离子束加工参数对聚焦离子束辐照损伤层性质的影响规律。通过在真空环境下对去除表面氧化层的硅片进行原位聚焦离子束掩模加工及刻蚀实验,阐明了一种基于表面致密镓团簇层的聚焦离子束掩模抗刻蚀机制,解决了真空无氧环境下聚焦离子束-氟化氙气体辅助刻蚀掩膜技术中的关键问题。3.构建了FIB损伤层退火的分子动力学模型,揭示了FIB纳米沟槽的退火修复机理。MD研究表明,退火过程中再结晶发生在c-Si/a-Si界面上,单晶硅再生长过程从损伤层底部朝着硅片表面进行的同时;从FIB加工区域四周向着中心进行。CNA损伤分析表明,温度为0.863 Tmc时再结晶速度最快,仅用时2.0ns。退火温度接近单晶硅熔点（=0.94 Tmc）时,除了在位于非晶硅层底部的c-Si/a-Si界面附近发生再结晶,表层还发生单晶硅融化现象。提出了基于再结晶过程中非晶/单晶界面运动的镓团聚及析出机制,确立了聚焦离子束注入及退火过程中镓团聚及析出的关键机理。4.开展了FIB镓离子注入单晶硅的真空管式炉退火实验研究,通过调整退火温度和时间,基于拉曼光谱和XPS的定量分析,分析和评价了Ga-FIB加工参数及退火工艺对聚焦离子束加工损伤的改善及修复程度。揭示了镓离子团聚、迁移和析出等纳观行为对Ga-FIB损伤区域修复过程和FIB加工区域表面形貌的影响规律。实验表明,退火温度为800℃、保温时间为30min时,可以实现镓离子的完全析出和非晶硅完全恢复成单晶结构。离子剂量达到1×1018ions?cm-2时,大量Ga离子的析出使得非晶硅能够实现300℃低温退火再结晶;此外,大Ga离子注入剂量还能导致退火后在样品表面形成非晶硅颗粒。
柳连俊,钱佩信,张宗铭,潘子康,李志坚[4]（1989）在《定域SOI区熔再结晶研究》文中指出用高频感应石墨条作为红外辐射热源,对淀积在二氧化硅衬底上的多晶硅进行了区熔再结晶.再结晶后硅膜晶粒宽度可达几百微米甚至几毫米以上,长度可在区熔扫描方向延伸到样品尺度.在晶粒中存在大量间隔约10-50μm的亚晶界.采用热沉技术及多晶硅膜厚调制技术对亚晶界进行了定域限制,达到了非常好的效果.TEM分析表明再结晶后硅膜呈[100]晶向.SEM观察表明再结晶后样品具有平整的表面及界面.Raman谱测量表明区熔再结晶后硅膜中张应力很小,约为0.9×109 dyne/cm2.
梁芮[5]（2021）在《激光辐照SiOx薄膜的结构与性能研究》文中研究说明低维硅结构可以提高硅光发射的量子效率。镶嵌在二氧化硅中的纳米硅材料体系具有良好的热稳定性,与硅基半导体技术相容性高,发展前景良好。该体系的最有效的制备方法是退火SiOx。与热退火相比,激光退火具有加工速度快、加区区域可控制的优点。本文研究了SiOx薄膜激光退火后的结构特点和发光性能,对SiOx薄膜退火后结构的形成机理进行了分析,并在透射电镜的原位实验中观察了不同温度下电子束辐照SiOx的结构变化。此研究为激光辐照技术在硅基器件上的应用提供了可靠的基础理论,有很大的研究潜力。主要内容以及结论如下:（1）通过不同功率密度的激光辐照SiOx薄膜,发现当激光功率密度大于1.0×107W/cm2时,激光退火SiOx能形成纳米硅。由于激光的能量特点以及SiOx的缺陷,SiOx薄膜在激光退火后会产生凸起、球状空腔以及点状损伤形貌。通过拉曼光谱获得SiOx薄膜激光退火后的纳米硅的尺寸分布和结晶特点:晶粒尺寸与激光功率密度以及退火时间有关;晶粒的形成需要一定的时间;结晶度与薄膜的深度有关。通过SiOx激光退火后的荧光光谱,得到SiOx退火后的发光峰位于700nm附近。（2）通过FIB制备平行于激光加工方向以及垂直于加工方向的SiOx薄膜截面样品,并在透射电子显微镜中比较不同方向的截面样品的结构特征。结合激光能量呈高斯分布的特点以及EDS和EELS谱分析,将SiOx薄膜激光退火后的显微结构分为五部分:熔化区、熔覆区、多孔二氧化硅区、硅结晶区以及基底区。（3）通过透射电子显微镜中的原位实验观察在不同电子束密度辐照下SiOx随温度的结构变化。在高温高密度电子束辐照下,发现硅纳米颗粒以及孔洞的形成。SiOx中孔洞的产生是温度与电子束辐照共同的作用。温度是使SiOx发生相分离的主要因素。电子束辐照可以使SiOx的相分离过程加快。在高密度电子束辐照下,SiOx存在一个破坏阈值温度,低于该温度,电子束辐照可以加速晶粒的形成;高于该温度,电子束辐照会对SiOx造成破坏。SiOx仅仅经过热退火很难形成多孔结构,多孔结构的形成需要更高密度的能量。
姜婷婷[6]（2014）在《太阳电池用晶体硅中金属杂质与缺陷的相互作用研究》文中研究表明光伏发电是近年来发展最快的可再生能源技术之一,而晶体硅太阳电池占据了全球光伏市场90%以上的份额。硅材料尤其是多晶硅材料内的金属杂质和缺陷对于硅片质量及太阳电池的性能影响较大,是学术界和产业界关注的重点和热点问题之一。因此,研究硅中金属杂质与缺陷具有重要的理论意义和实际应用背景,也是适应硅太阳电池低成本、高效率的发展趋势的必然要求。本文在综述前人研究成果的基础上,利用少子寿命测试仪、电流-电压／电容-电压测试仪、光学显微镜等技术,结合铸造多晶硅生产实际中的问题,系统地研究了金属杂质与位错的相互作用、金属杂质与晶界的相互作用及金属杂质对于对硅片和太阳电池电学性能的影响,取得了如下主要的创新成果：（1）研究了铸造多晶硅边缘区域（红边区）低少数载流子寿命的起因及对太阳电池性能的影响。实验发现：来自坩埚与坩埚涂层中间隙铁杂质的扩散是导致边缘区域硅晶体少子寿命降低的主要原因；通过磷扩散吸杂,可以有效减少边缘区域的间隙铁浓度,从而提高该区域的有效载流子寿命；经历太阳电池制备工艺后,含边缘区域的太阳电池片的性能可以得到大幅度改善,仅仅比普通电池片效率略低。（2）研究了金属杂质对硅中晶界电学性能的影响。阐述了Fe、Cu、Ni、Cr、 Co、Mn几种金属沾污对于（110）/（100）大角晶界的电学性能参数的影响规律。发现：在几种金属沾污后,晶界的能级分布均向深能级范围移动,晶界态密度有不同程度的提高,载流子捕获截面也有所增大,其中Fe杂质对于晶界态密度的影响最大；随着金属沾污含量的增大,导致晶界的能级分布更深、晶界态密度增大；Cu/Ni在共沾污时晶界的缺陷能级分布比Cu与Ni单种金属沾污导致的晶界能级位置更深,晶界态密度略有增大。实验还指出：通过特定条件的热处理,可以降低金属沾污晶界的态密度及载流子捕获截面；通过低温退火调控晶界上金属沉淀的尺寸及密度分布,进而可以调控晶界的电学性能、改善金属沾污晶界的多晶硅器件性能；通过氢钝化,晶界引入的能级分布在更窄的范围,空穴捕获截面也降低了两个数量级左右,晶界态密度略有降低。（3）研究了位错对晶体硅电池性能的影响。结合普通铸造多晶硅、高效铸造多晶硅以及铸造单晶硅,得到了位错分布对于硅片质量及太阳电池的性能影响。实验发现：高效多晶硅由于具有更低的位错密度,更均匀的晶粒分布,表现出均匀的少子寿命分布,电池效率高于普通多晶硅电池；铸造准单晶硅材料硅锭中间的单晶区域不含有晶界,位错密度较低,硅片性能最好、电池效率最高；而铸造准单晶硅边缘含有多晶和大量的位错聚集体,缺陷密度极高,对少子寿命影响很大、电池效率也最低。实验还说明：位错密度与位错分布的均匀性对于硅材料的质量以及太阳电池的性能有着显着地影响,位错密度越高、位错的聚集体越多,电池的效率越低。（4）研究了硅中金属杂质的磷扩散吸杂效应。实验发现：对于n型硅晶界上的金杂质沾污,磷扩散吸杂可以有效吸杂出晶界处的杂质,但吸杂效率受沾污程度影响；在低浓度沾污下,一步磷吸杂可以有效吸杂出晶界上的金杂质；而在严重沾污下,两步变温磷吸杂更为有效。实验证明：在普通工艺磷扩散样品中,表面死层中会存在SiP沉淀,显着增强载流子的复合及电池性能；增加后续退火以及改变扩磷工艺参数两种方法可以通过消除SiP沉淀有效改善太阳电池的性能。
刘立滨,张伟,周伟,王全,许军,梁仁荣[7]（2016）在《绿色激光退火对多晶锗硅薄膜特性的影响》文中认为随着板上系统技术的发展,在较低温度下制备具有高空穴迁移率的多晶锗硅（Si Ge）薄膜具有重要的研究意义。使用波长为532 nm的绿色脉冲式激光器对多晶Si Ge薄膜进行了退火处理,并对薄膜的特性变化进行了表征。经过优化,在单脉冲激光能量为0.5 m J和10 mm/s的扫描速度下,薄膜的特性有了较大的提高。与未经过处理的薄膜相比,退火后薄膜的晶粒尺寸增大了3倍,空穴霍尔迁移率提高了4.75倍,载流子浓度提高了24.6倍,从而使薄膜的电阻率减小了两个数量级。同时,薄膜的表面形貌也有改善,表面粗糙度的均方根值从11.54 nm降低至4.75 nm。结果表明,激光退火过程中薄膜"熔化-再结晶"的过程可以显着减小晶粒中的缺陷和晶界的数量,进而改善薄膜的电学特性。因此,绿色激光退火技术在高性能多晶Si Ge薄膜晶体管制备中具有潜在的应用价值。
梅向阳[8]（2010）在《真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究》文中指出目前,将主要生产电子级硅的西门子法用于生产太阳能级硅,该方法环境负荷大和生产成本高成为光伏产业的发展的瓶颈。冶金法具有成本低、工艺流程简单、设备投资少、环境负荷小等特点,是现阶段全世界研究的热点工艺。本课题组发明了冶金法制备太阳能级硅的新工艺（专利授权号：ZL200610010654.8）,真空定向凝固是其中一个重要的组成部分。定向凝固可同时实现去除金属杂质和控制晶体生长这两种功能,而这两方面的研究目前还鲜见报道,本文对与此相关的科学技术问题进行了较系统的研究。本文从定向凝固和区域熔炼的相关理论出发,较系统地计算分析了定向凝固和区域熔炼去除硅中多种金属杂质的影响因素。研究表明,固液界面间的扩散层厚度、凝固速率、扩散系数等参数对金属杂质的去除有重要影响,减薄扩散层、提高扩散系数、降低凝固速率有利于提高杂质的去除效率。进而理论上给出了能较好去除硅中金属杂质的工艺参数的取值范围：在定向凝固中,温度在1471℃-1521℃之间、凝固速度控制在3μm/s～20μm/s之间比较适宜；去除硅中高含量的金属杂质Fe和Al扩散层厚度应控制在5.0×10-3cm以下较佳；在区域熔炼中,凝固速率控制在3μ/m/s～10μm/s之间比较适宜。在理论计算和分析确定的工艺参数参考范围内,采用不同的工艺条件对几种常用的硅原料进行了几十克级的区域熔炼、感应定向凝固和小型电阻加热真空定向凝固以及几公斤级的中型电阻真空定向凝固去除硅中金属杂质的实验研究。实验结果表明：几种方法都能不同程度地去除硅中的金属杂质；对比一次区域熔炼或一次定向凝固对样品中金属杂质的去除效果可知,电阻加热真空定向凝固去除杂质的效率最高,感应加热定向凝固次之,一次区域熔炼去除杂质的效果最差。感应加热定向凝固对不易挥发杂质Fe和Ti的去除效果与电阻加热真空定向凝固的相近。3N级硅粉经感应和电阻加热定向凝固后,Fe和Ti的最高去除效率均可达到99.9%。而对于易挥发的杂质Al和Ca,在以3N级硅粉为原料的电阻加热真空定向凝固实验中,去除效率最高均可达到99.7%以上,而感应加热定向凝固则稍差。在优化工艺的条件下,对以3N级硅粉为原料时,感应加热定向凝固所得样品中最低的Fe.Ti.Al和Ca含量分别为0.07ppmw、0.012ppmw、1.89ppmw和0.252ppmw；小型电阻加热真空定向凝固所得样品中最低的Fe、Ti、Al和Ca含量分别为0.07ppmw、0.016ppmw、0.63ppmw和0.084ppmw。上述结果均与理论预测吻合较好。另外,实验还发现,不同硅原料定向凝固去除金属杂质的效果不同。以纯度较高、杂质较少的硅料为实验原料时,定向凝固除杂效果较好。以3N级硅粉为原料经一次电阻加热定向凝固后,除A1外,样品中Fe、Ti和Ca的含量均在0.1ppmw以下,达到太阳能级硅的要求。从加热方式和实验规模对比杂质的去除效率可知,与小型电阻加热真空定向凝固相比,中型电阻加热真空定向凝固对Fe和Ti的去除率较高。扩大电阻加热真空定向凝固的实验规模,即可保持Al和Ca高的去除率,又可提高Fe和Ti的去除效率。在对硅锭中杂质的理论含量进行计算时,选择了三个扩散层厚度参数。对比不同方法在不同凝固速率下对不同原料中杂质的去除效果的实验值和理论计算值表明,在感应加热定向凝固中,扩散层厚度选择0.003cm-0.005cm计算较适宜；在电阻加热真空定向凝固中,扩散层厚度选择0.005cm-0.007cm计算较适宜。进行了不同方法不同凝固速率的晶体生长和缺陷控制实验研究。研究表明感应加热定向凝固获得的晶体细小、杂乱,小角度晶界相对较多；小型电阻加热真空定向凝固在凝固速率为20μm/s时,大部分晶体垂直于坩埚底部生长,获得的晶体尺寸’较大、位错密度较小、小角度晶界所占比例少、∑3晶界所占比例大；中型电阻加热真空定向凝固在凝固速率为10μm/s时,晶体垂直坩埚生长较明显,获得的晶体尺寸相比最大、大角度晶界和∑3晶界所占比例较大、小角度晶界所占比例较少,晶体质量较佳。由改变坩埚形状的晶体实验结果可知,在凹形坩埚底部放置单晶籽晶时,可明显减少晶体形核区,晶体明显垂直于坩埚底部生长。由于沿（111）晶面择优生长的晶体有利于提高太阳能电池转换效率和改善硅片的韧性,因此进行了晶体生长取向的实验。结果表明,感应和电阻加热定向凝固均可得到沿（111）晶面择优生长的硅锭,但是感应定向凝固实验得到的硅锭中晶体没有形成强的（111）晶面织构,实验结果与理论分析吻合较好。通过对不同方法和不同实验规模对不同金属杂质的去除效果和晶体生长质量综合对比分析可知,结合获得既可使多种金属杂质去除达到太阳能级硅要求又能定向生长<111>择优取向的粗大柱状多晶硅,电阻加热真空定向凝固的效果较好,而且扩大电阻加热真空定向凝固的规模对去除杂质和晶体控制生长均有利。综合考虑去除金属杂质和晶体生长,小型电阻加热真空定向最优工艺条件为：凝固速率为20gm/s和加热温度为1500℃；中型电阻加热真空定向最优工艺条件为：凝固速率为10gm/s和热温度为1500℃。为了进一步改善硅晶体结构和提高硅片的电学性能,对冶金法制备的硅片进行了热处理研究。考查了热处理温度、时间、气氛、腐蚀时间等实验参数对硅片的晶体择优取向、电阻率、位错密度和晶界缺陷的影响。结果表明,各实验参数对硅片的电阻率影响较大,在适当的实验条件下,热处理技术能大大地提高定向凝固多晶硅的电学性能。
苏元军[9]（2011）在《ICP辅助磁控溅射制备多晶硅薄膜》文中研究表明随着平板显示技术的发展和人类对太阳能利用的重视,多晶硅薄膜的研究受到越来越多的关注。与传统的非晶硅薄膜相比,多晶硅薄膜有着更高的电子迁移率和更好的光电稳定性,作为平板显示器中薄膜晶体管的沟道层和硅基薄膜太阳电池的吸收层使用都表现出更加优越和稳定的性能。目前,工业上制备多晶硅薄膜的沉积技术当中,主要以化学气相沉积（CVD）为基础的热丝化学气相沉积（HWCVD）和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术为主。化学气相沉积过程当中通常要使用硅烷作为反应气体；作为一种剧毒易爆的危险气体,硅烷在工业上的使用需要辅以苛刻的安全保障系统和回收处理系统,造成多晶硅的生产成本居高不下。磁控溅射技术是一种结构简单、成本低廉的真空沉积技术。由于不需要使用硅烷,无论是生产安全性还是成本控制上,磁控溅射都比化学气相沉积有着更大的优势。然而,普通磁控溅射在沉积硅薄膜时,由于溅射过程中的反应气体离化率较低、产生的先驱沉积物活性不够,所制备出的硅薄膜都是非晶硅。我们利用电感耦合等离子体源辅助磁控溅射沉积技术成功实现的多晶硅薄膜的低温沉积（<150℃）,解决了普通磁控溅射源制备多晶硅薄膜晶化率较低的问题。本文第一章中,我们详细介绍了硅基薄膜在平板显示领域和太阳电池领域的应用进展,对多晶硅薄膜与非晶硅薄膜在各个领域的性能特点进行了分类比较。第一章中我们还详细讨论了现有多晶硅薄膜沉积技术的优缺点,对磁控溅射法制备多晶硅薄膜的工艺可行性进行了分析和讨论,并介绍了本文课题的研究背景。本文第二章中,我们详细介绍了本文所使用的电感耦合等离子体源辅助磁控溅射装置,以及用于该装置等离子体诊断的Langmuir探针。通过对Langmuir探针的诊断结果分析,我们对该装置的电感耦合等离子体源的放电特性进行了详细讨论。第二章中,我们还详细介绍了本文用于多晶硅薄膜表征的拉曼散射、X射线衍射、红外光谱、可见紫外透射光谱等分析技术的基本原理和针对硅基薄膜测试的具体分析方法。本文第三章中,我们重点讨论了氢气在等离子体辅助磁控溅射过程当中对多晶硅薄膜制备的影响。在固定气压条件下,我们详细分析了氢气稀释比变化对多晶硅薄膜的微结构、硅氢键合状态、硅薄膜光学带隙的影响。在此基础上,我们在不同工作气压下进行了氢气稀释比变化的多组实验,根据这些实验数据总结了氢气分压对多晶硅薄膜晶化率的影响规律。本文第四章中,我们首先研究了不同氢气稀释比条件下辅助等离子体源的放电功率对多晶硅薄膜制备的影响。然后利用可见光发射光谱仪（OES）我们对多晶硅薄膜制备过程的反应气体中的激发态原子的变化情况进行了详细研究。通过硅薄膜的表征结果和OES的分析结果详细讨论了ICP-MS系统制备多晶硅薄膜的晶化机制,并深入分析了电感耦合等离子体源在磁控溅射制备多晶硅薄膜的过程中所起到的作用。本文第五章中,我们在不同的氢气稀释比条件下研究了沉积温度对多晶硅薄膜制备的影响,将多晶硅薄膜的沉积温度降至柔性基板所要求的150℃以内,并讨论了进一步降低沉积温度所需要具备的沉积条件。在本章中,我们还详细分析和讨论了温度对多晶硅薄膜的微结构、硅氢键合状态、光学带隙的影响及其原因。本文第六章中,我们系统介绍了多晶硅薄膜的氧化问题,并提出了使用偏压作为氧化问题的解决方案。我们详细探讨了负偏压或者离子轰击和正偏压或者说电子轰击对多晶硅薄膜制备的影响。详细分析了离子轰击所造成的多晶硅薄膜晶化率下降、孵化层增厚等问题的原因。本文最后的结论中,通过各个章节的分析和论述,我们总结出了八条有关电感耦合等离子体辅助磁控溅射技术低温沉积多晶硅薄膜的研究结论,并对磁控溅射法制备多晶硅薄膜所需要进一步解决的问题提出了展望。
张宇翔[10]（2005）在《太阳能电池用多晶硅薄膜的制备研究》文中进行了进一步梳理近年来，随着可持续发展，环境保护等观念的深入人心，以及常规化石能源的日渐枯竭，太阳电池研究的主要任务转到了如何成为替代能源的方向上来。但是，基于硅片的太阳电池成本下降的空间有限，很难与常规能源相竞争。硅片成本占到太阳电池原料与能耗成本的95％以上，因此，降低太阳电池成本的主要途径之一是制造薄膜电池。本文着重研究用于太阳电池的多晶硅薄膜的制备技术。本文研究了多晶硅薄膜的制备方法，低温下快速光热退火（RPTA）和高温下陶瓷衬底上快热化学气相沉积（RTCVD），硅膜的生长及区熔再结晶（ZMR），用高温方式在陶瓷衬底上做了太阳电池的尝试，在高温方式下做了层转移新方式的探索。 1．等离子增强化学气相沉积（PECVD）是低温沉积硅膜的主要方法。本文的第二章中对PECVD沉积多晶硅薄膜做了研究。分析了不同沉积温度、衬底、射频功率、氢稀释比、磷掺杂等参数对多晶硅薄膜结晶状态及光电性能的影响。 2．固相晶化法（SPC）是制备大晶粒多晶硅薄膜的主要方法。本文的第三章对SPC，特别是对卤钨灯作为光源的快速光热退火（RPTA）进行了较为详细的研究。在普通的RPTA温度控制方式下，实验表明在700℃和750℃之间存在一转折区间，本文给出了解释。退火温度时间对晶化后的多晶硅薄膜的晶粒尺寸和暗电导率都有很大的影响，存在a-Si：H薄膜的最佳退火条件，本文给出了解释。沉积a-Si：H薄膜时的衬底温度越高，得到的a-Si：H薄膜越容易晶化。对快速热退火机理的初步探索：作者在纯热退火的模型的基础上，考虑了光照的影响，给出了一个简单模型，可以趋势上解释我们的实验现象。采用滤除短波光的方法实验，表明短波光作用很大。实验了脉冲快速热退火，可减少衬底承受高温的时间。采用了控制卤钨灯发光光谱范围的新实验方式，给予足够多的短波光，晶化时间缩短，晶化温度也有所降低，电导率提高。即使薄膜的温度较低（＜650℃）仍然可以实现快速晶化，本征硅膜在580℃就能晶化。和普通RPTA方式相比，晶化效率提高了几倍，本文给出的原因分析。本文通过给出了不同光照条件下的快
二、激光再结晶多晶硅中缺陷的TEM观察（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、激光再结晶多晶硅中缺陷的TEM观察（论文提纲范文）
（1）多晶硅纳米薄膜在压阻传感器应用中的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 多晶硅薄膜在压阻传感器中的应用技术研究现状 |
| 1.2.1 多晶硅薄膜电阻修正技术的研究现状 |
| 1.2.2 多晶硅欧姆接触特性及工艺的研究现状 |
| 1.2.3 多晶硅薄膜表面钝化工艺的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 电学修正特性及机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电学修正测试样品的制备、表征与测试 |
| 2.2.1 样品的制备 |
| 2.2.2 薄膜微观结构的表征 |
| 2.2.3 电学修正特性测量方法及实验结果 |
| 2.3 基于IV对理论的晶界再结晶模型 |
| 2.3.1 IV对的分子动力学仿真 |
| 2.3.2 晶粒间界再结晶的模型化 |
| 2.4 电学修正特性的机理分析 |
| 2.4.1 电学修正的晶界热传导模型 |
| 2.4.2 电学修正特性与薄膜参数关系的理论分析 |
| 2.5 电学修正对压阻及温度特性的影响 |
| 2.5.1 应变系数及温度系数的测量 |
| 2.5.2 电学修正对应变系数及温度系数的影响 |
| 2.6 电学修正对传感器性能的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 欧姆接触的理论基础与测试模型改进 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 欧姆接触形成及导电机理 |
| 3.2.1 金半接触势垒的能带分析 |
| 3.2.2 欧姆接触的导电机理 |
| 3.3 欧姆接触测试模型结构与测量方法的改进 |
| 3.3.1 现有模型测量方法的分析 |
| 3.3.2 测试结构的设计与改进 |
| 3.3.3 测试方法的改进 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 欧姆接触样品的制备、表征与测试分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 欧姆接触测试样品的制备 |
| 4.3 PNTF欧姆接触特性测试结果及分析 |
| 4.3.1 铝基欧姆接触特性 |
| 4.3.2 钯基欧姆接触特性 |
| 4.3.3 镍基欧姆接触特性 |
| 4.3.4 欧姆接触的老化实验 |
| 4.4 改进LTLM和CDTLM模型的对比验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 表面钝化工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 表面钝化质量的评价方法 |
| 5.3 PNTF低温表面钝化工艺的研究 |
| 5.3.1 CVD表面钝化工艺 |
| 5.3.2 聚酰亚胺钝化工艺 |
| 5.3.3 溶胶-凝胶法钝化工艺 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）高性能薄膜晶体管关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 薄膜晶体管简介 |
| 1.2 高性能TFT的研究背景和意义 |
| 1.2.1 板上系统 |
| 1.2.2 三维单片集成 |
| 1.3 多晶硅TFT的技术挑战与研究趋势 |
| 1.3.1 高迁移率沟道材料 |
| 1.3.2 高κ栅介质 |
| 1.3.3 三维TFT的工艺开发 |
| 1.3.4 多晶TFT涨落特性 |
| 1.4 a-InGaZnO TFT的技术挑战与研究趋势 |
| 1.5 高性能TFT研究面临的问题以及本论文研究工作 |
| 第2章 多晶锗硅激光退火技术的实验研究 |
| 2.1 脉冲式绿色激光退火设备的设计与调试 |
| 2.1.1 激光器选择 |
| 2.1.2 光路和光斑设计 |
| 2.1.3 片台结构 |
| 2.2 工艺设备以及表征手段简介 |
| 2.3 多晶锗硅薄膜的制备与激光退火的工艺优化 |
| 2.3.1 多晶锗硅的制备 |
| 2.3.2 激光扫描模式的优化 |
| 2.3.3 激光能量的优化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 多晶硅TFT的制备与特性研究 |
| 3.1 工艺设备与测试表征方法 |
| 3.1.1 工艺设备简介 |
| 3.1.2 测试和表征方法的建立 |
| 3.2 平面高κ栅介质多晶硅薄膜晶体管的研究 |
| 3.2.1 器件设计与工艺流程 |
| 3.2.2 FormingGas退火对器件特性的影响 |
| 3.3 纳米线TFT的制备工艺与特性研究 |
| 3.3.1 纳米线TFT的器件设计 |
| 3.3.2 纳米线TFT的制备工艺流程 |
| 3.3.3 纳米线TFT与平面TFT的对比分析 |
| 3.3.4 变温测试以及激活能的分析 |
| 3.3.5 小结 |
| 3.4 大高宽比高κ栅介质多晶硅Fin型TFT的制备和研究 |
| 3.4.1 高κ栅介质Fin型TFT的器件设计 |
| 3.4.2 高κ栅介质Fin型TFT的制备工艺流程 |
| 3.4.3 电学特性测量与分析 |
| 3.4.4 场效应迁移率的提取与建模 |
| 3.4.5 小结 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多晶硅TFT涨落特性研究 |
| 4.1 基本物理模型 |
| 4.1.1 载流子输运模型 |
| 4.1.2 陷阱模型和晶界模型 |
| 4.1.3 迁移率模型与产生-复合模型 |
| 4.2 有效媒质近似下的器件特性研究 |
| 4.2.1 晶界模型的校准与验证 |
| 4.2.2 陷阱态对TFT性能的影响 |
| 4.3 短沟道平面poly-SiTFT涨落特性分析 |
| 4.3.1 分立晶界模型 |
| 4.3.2 晶界位置对TFT特性的影响 |
| 4.4 短沟道poly-SiFin型TFT涨落特性分析 |
| 4.4.1 晶界位置对TFT特性的影响 |
| 4.4.2 晶界倾斜对TFT特性的影响 |
| 4.4.3 晶界旋转对TFT特性的影响 |
| 4.4.4 三维随机晶界的蒙特卡洛模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 a-InGaZnO薄膜晶体管的优化以及应用 |
| 5.1 工艺设备和表征测试方法 |
| 5.1.1 工艺设备介绍 |
| 5.1.2 表征和测试方法 |
| 5.2 SiO_2栅介质TFT的制备和优化 |
| 5.2.1 器件制备工艺 |
| 5.2.2 溅射工艺条件的优化 |
| 5.3 Al_2O_3栅介质TFT的制备和优化 |
| 5.3.1 Al_2O_3栅介质TFT的特性与阈值电压的稳定性 |
| 5.3.2 靶间距与氧分压对器件特性影响 |
| 5.3.3 退火温度对器件稳定性的影响 |
| 5.3.4 小结 |
| 5.4 玻璃和柔性衬底上a-InGaZnO TFT的实验研究 |
| 5.4.1 器件结构以及制备流程 |
| 5.4.2 Al_2O_3生长温度对TFT稳定性的影响 |
| 5.4.3 不同源、漏结构对器件特性的影响 |
| 5.4.4 串联电阻以及本征场效应迁移率的提取 |
| 5.4.5 柔性衬底上TFT的制备与表征 |
| 5.4.6 衬底表面粗糙度对器件特性的影响 |
| 5.5 反相器特性研究 |
| 5.5.1 反相器制备 |
| 5.5.2 电压传输特性 |
| 5.5.3 动态电压传输特性 |
| 5.6 a-InGaZnO存储器件设计与制备 |
| 5.6.1 电荷俘获型存储器 |
| 5.6.2 器件设计 |
| 5.6.3 编程特性 |
| 5.6.4 保持特性 |
| 5.7 a-InGaZnO/poly-Si异质结紫外光探测器 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要工作与研究成果 |
| 6.2 论文工作主要创新点 |
| 6.3 下一步研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于分子动力学模拟和显微表征的聚焦离子束纳米加工基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 聚焦离子束系统及加工机理 |
| 1.2.1 聚焦离子束系统 |
| 1.2.2 聚焦离子束加工机理 |
| 1.3 聚焦离子束微纳米加工技术及其机理研究进展 |
| 1.3.1 聚焦离子束加工技术现状 |
| 1.3.2 FIB纳米加工机理的研究现状 |
| 1.4 立项背景及研究内容 |
| 第二章 分子动力学模拟方法及其分析技术 |
| 2.1 分子动力学模拟方法 |
| 2.1.1 分子动力学模拟流程 |
| 2.1.2 体系总势能及势函数的选取 |
| 2.1.3 势能求解 |
| 2.1.4 统计系综 |
| 2.1.5 温度控制方法 |
| 2.1.6 时间步长 |
| 2.1.7 模拟软件 |
| 2.2 物理化学性质求解 |
| 2.2.1 材料结构分析方法 |
| 2.2.2 径向分布函数 |
| 2.2.3 热力学及动力学分析 |
| 2.2.4 其他物理性质 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 Ga-FIB纳米加工的模拟研究 |
| 3.1 FIB加工的蒙特卡洛模拟 |
| 3.1.1 SRIM简介 |
| 3.1.2 FIB加工的蒙特卡洛模拟 |
| 3.1.3 SRIM分析的不足 |
| 3.2 FIB加工的MD建模 |
| 3.2.1 FIB纳米沟槽加工模型 |
| 3.2.2 MD模拟中FIB加工参数的设置 |
| 3.3 单个离子注入过程分析 |
| 3.3.1 仿真参数 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 束流能量的影响 |
| 3.4.1 仿真参数 |
| 3.4.2 离子注入损伤分析 |
| 3.4.3 溅射产额 |
| 3.4.4 离子注入表面拓扑结构变化 |
| 3.5 束流密度的影响 |
| 3.5.1 MD模型设计 |
| 3.5.2 结果与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Ga-FIB纳米加工的实验研究 |
| 4.1 实验设备及测试方法 |
| 4.1.1 聚焦离子束/扫描电子显微镜双束系统 |
| 4.1.2 透射电子显微镜 |
| 4.1.3 X射线光电子能谱 |
| 4.1.4 拉曼光谱 |
| 4.2 聚焦离子束掩模机理研究 |
| 4.2.1 聚焦离子束掩模简介 |
| 4.2.2 掩模抗刻蚀机理的实验设计 |
| 4.2.3 基于XPS的FIB加工表面分析 |
| 4.2.4 基于透射电镜的表层截面分析 |
| 4.3 FIB加工损伤的拉曼光谱分析 |
| 4.3.1 硅片的拉曼光谱表征 |
| 4.3.2 实验设计 |
| 4.3.3 FIB加工剂量对非晶硅厚度的影响 |
| 4.4 FIB加工表面的SEM分析 |
| 4.4.1 实验参数 |
| 4.4.2 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于退火的FIB损伤恢复机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 FIB加工后退火的MD模拟研究 |
| 5.2.1 FIB加工后退火的MD建模 |
| 5.2.2 高温热震动 |
| 5.2.3 退火温度对损伤恢复的影响 |
| 5.2.4 Ga离子迁移 |
| 5.2.5 表面拓扑结构变化 |
| 5.2.6 镓对非晶硅再结晶过程的影响 |
| 5.3 FIB加工后退火的实验研究 |
| 5.3.1 退火实验设计 |
| 5.3.2 微成分变化 |
| 5.3.3 基于拉曼光谱的表面分析 |
| 5.3.4 表面微结构变化 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）激光辐照SiOx薄膜的结构与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 研究背景 |
| 1.1 低维硅材料 |
| 1.1.1 硅量子点 |
| 1.1.2 硅纳米线 |
| 1.1.3 硅量子阱 |
| 1.1.4 镶嵌在二氧化硅中的纳米硅 |
| 1.2 富硅氧化硅 |
| 1.3 激光与SiO_x的相互作用 |
| 1.4 本文的研究意义以及主要工作 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验仪器 |
| 2.1.1 拉曼光谱仪 |
| 2.1.2 聚焦离子束显微镜 |
| 2.1.3 透射电子显微镜 |
| 2.2 实验过程 |
| 第三章 激光退火SiO_x薄膜制备纳米硅 |
| 3.1 简介 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 SiO_x薄膜分析 |
| 3.3.2 激光退火SiO_x薄膜制备纳米硅晶的条件 |
| 3.3.3 激光退火SiO_x薄膜后的表面形貌分析 |
| 3.3.4 在二氧化硅中镶嵌纳米硅系统的核-壳模型计算 |
| 3.3.5 激光退火SiO_x薄膜后的拉曼光谱 |
| 3.3.5.1 结晶度 |
| 3.3.5.2 纳米硅大小 |
| 3.3.5.3 随时间变化的拉曼光谱图 |
| 3.3.5.4 随深度变化的拉曼光谱图 |
| 3.3.6 激光退火SiO_x薄膜后的荧光发射光谱 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 激光退火SiO_x薄膜后的显微结构分析 |
| 4.1 简介 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 激光退火SiO_x薄膜后的结构表征 |
| 4.3.2 在二氧化硅中镶嵌纳米硅系统的不同位置的氧浓度估计 |
| 4.3.3 激光退火SiO_x薄膜后的显微结构分析 |
| 4.3.3.1 激光退火SiO_x薄膜后形成的多孔区 |
| 4.3.3.2 激光退火SiO_x薄膜的微结构分析 |
| 4.3.4 SiO_x薄膜的原位加热分析 |
| 4.3.4.1 高温高密度电子束条件下的SiO_x结构变化 |
| 4.3.4.2 高温高密度电子束条件下的SiO_x结构变化 |
| 4.3.4.3 不同温度与高密度电子束条件下的SiO_x结构变化 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（6）太阳电池用晶体硅中金属杂质与缺陷的相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 研究的目的和内容 |
| 1.3 本论文的结构安排及内容提要 |
| 第二章 文献综述 |
| 摘要 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 太阳电池用多晶硅材料的制备 |
| 2.2.1 铸造法生长多晶硅 |
| 2.2.2 铸造法新工艺 |
| 2.3 多晶硅中的金属杂质 |
| 2.3.1 多晶硅中金属杂质的分布规律、溶解度与扩散 |
| 2.3.2 多晶硅中金属杂质的复合活性 |
| 2.3.3 多晶硅中金属杂质的吸杂 |
| 2.4 多晶硅中的缺陷 |
| 2.4.1 多晶硅中的位错 |
| 2.4.2 多晶硅中的晶界 |
| 2.5 太阳电池的制备 |
| 2.5.1 太阳电池的原理与发展 |
| 2.5.2 太阳电池的制备过程 |
| 2.6 评论及存在的问题 |
| 第三章 实验样品与研究方法 |
| 摘要 |
| 3.1 实验样品与样品制备 |
| 3.1.1 实验样品 |
| 3.1.2 样品制备 |
| 3.2 测试方法与设备 |
| 3.2.1 电流/电容-电压特性曲线 |
| 3.2.2 少子寿命测试 |
| 3.2.3 微观形貌表征 |
| 3.2.4 量子效率测试 |
| 3.2.5 扩展电阻 |
| 第四章 铸造多晶硅中边缘低少子寿命区域的研究 |
| 摘要 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 样品制备与选取 |
| 4.2.2 铸造多晶硅中边缘低少子寿命区域的原生杂质与缺陷 |
| 4.2.3 含有边缘低少子寿命区域样品的电池制备及性能 |
| 4.3 铸造多晶硅中边缘低少子寿命区域杂质与缺陷的研究 |
| 4.3.1 铸造多晶硅中边缘低少子寿命区域有效载流子寿命与间隙铁浓度分布 |
| 4.3.2 铸造多晶硅中边缘低少子寿命区域碳、氧浓度分布 |
| 4.3.3 铸造多晶硅中边缘低少子寿命区域缺陷密度分布 |
| 4.4 对电池性能的影响研究 |
| 4.4.1 含有边缘低少子寿命区域电池片的内量子效率 |
| 4.4.2 含有边缘低少子寿命区域电池片的性能参数 |
| 4.4.3 含有边缘低少子寿命区域电池片的有效载流子寿命与间隙铁浓度 |
| 4.5 铸造多晶硅中边缘低少子寿命区域的成因分析 |
| 4.6 铸造多晶硅中边缘低少子寿命区域的消除研究 |
| 4.6.1 在晶体生长过程中改善边缘低少子寿命区域 |
| 4.6.2 通过提高硅片性能改善边缘低少子寿命区域 |
| 4.6.3 在太阳电池制备过程中改善边缘低少子寿命区域 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 金属杂质对晶界电学性能的影响研究 |
| 摘要 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 过渡金属杂质对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.2.2 不同形态金属沉淀对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.2.3 不同含量金属杂质对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.2.4 两种金属共沾污对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.2.5 氢钝化对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.3 过渡金属杂质对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.3.1 金属Cr沾污对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.3.2 金属Mn沾污对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.3.3 金属杂质沾污对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.4 不同形态金属沉淀对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.5 不同含量金属杂质对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.6 两种金属共沾污对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.7 氢钝化对硅中晶界电学性能的影响 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 位错对晶体硅电池性能的影响研究 |
| 摘要 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 铸造准单晶硅与高效多晶硅的生长 |
| 6.2.2 位错对硅片性能的影响研究 |
| 6.2.3 位错对太阳电池性能的影响研究 |
| 6.3 位错对硅片性能的影响研究 |
| 6.4 位错对太阳电池性能的影响研究 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 硅中金属杂质的磷扩散吸杂研究 |
| 摘要 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验 |
| 7.3.1 n型晶界上金杂质的磷扩散吸杂研究 |
| 7.3.2 发射极制备工艺的优化研究 |
| 7.3.3 铸造多晶硅边缘低少子寿命区域的磷扩散吸杂 |
| 7.3 磷扩散吸杂对硅中晶界电学性能的影响 |
| 7.4 铸造多晶硅边缘低少子寿命区域磷吸杂的研究 |
| 7.5 发射极制备工艺的优化研究 |
| 7.6 小结 |
| 第八章 总结 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）绿色激光退火对多晶锗硅薄膜特性的影响（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 实验流程 |
| 2 结果和讨论 |
| 2. 1 霍尔效应测试 |
| 2. 2 晶粒尺寸 |
| 2. 3 表面粗糙度 |
| 3 结论 |
（8）真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 能源发展状况 |
| 1.1.1 世界能源供求发展状况 |
| 1.1.2 我国能源供求发展状况 |
| 1.1.3 可再生能源发展状况 |
| 1.2 多晶硅材料的生产工艺 |
| 1.2.1 多晶硅的传统生产工艺 |
| 1.2.2 多晶硅生产新工艺研究 |
| 1.3 太阳能级多晶硅材料对杂质及其含量的要求 |
| 1.3.1 硅中金属杂质对其性能的影响 |
| 1.3.2 对太阳能级多晶硅材料中金属杂质及其含量的要求 |
| 1.4 定向凝固技术的发展及其在多晶硅生产中的应用 |
| 1.4.1 定向凝固技术的发展 |
| 1.4.2 利用定向凝固去除多晶硅中的金属杂质 |
| 1.4.3 定向凝固铸造多晶硅锭中的晶体生长和缺陷研究 |
| 1.5 课题提出的依据、研究目的和内容 |
| 1.5.1 选题依据和达到的目标 |
| 1.5.2 研究内容和技术路线 |
| 第二章 定向凝固和区域熔炼硅中金属杂质分凝的理论分析 |
| 2.1 硅中各金属杂质的固溶度和存在形态分析 |
| 2.2 定向凝固去除金属杂质的原理和杂质分凝理论计算 |
| 2.2.1 金属杂质分凝去除的原理 |
| 2.2.2 金属杂质分凝理论计算 |
| 2.3 部分参数对主要金属杂质分布的影响 |
| 2.3.1 扩散层厚度对杂质分布的影响 |
| 2.3.2 扩散系数对杂质分布的影响 |
| 2.3.3 凝固速率对杂质分布的影响 |
| 2.4 区域熔炼杂质在硅中分布理论计算分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 真空定向凝固精炼去除硅中金属杂质实验研究 |
| 3.1 实验原料 |
| 3.1.1 工业硅 |
| 3.1.2 酸浸粉料 |
| 3.1.3 3N级硅粉料 |
| 3.1.4 单晶硅尾料和埚底料 |
| 3.2 原料中金属杂质真空挥发特性 |
| 3.3 感应加热定向凝固实验研究 |
| 3.3.1 实验方案 |
| 3.3.2 实验装置 |
| 3.3.3 实验样品检测 |
| 3.3.4 实验与结果分析 |
| 3.4 电阻加热真空定向凝固实验研究 |
| 3.4.1 实验方案 |
| 3.4.2 实验装置 |
| 3.4.3 实验结果及分析 |
| 3.5 感应区域熔炼实验研究 |
| 3.5.1 实验方案 |
| 3.5.2 实验装置 |
| 3.5.3 实验结果及分析 |
| 3.6 不同加热方法去除金属杂质的对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 真空定向凝固精炼晶体生长的实验研究 |
| 4.1 实验 |
| 4.1.1 实验原料和设备 |
| 4.1.2 实验方案和样品检测 |
| 4.2 柱状晶体生长的实验研究 |
| 4.2.1 感应加热定向凝固和区域熔炼 |
| 4.2.2 真空电阻加热定向凝固 |
| 4.2.3 中型试验 |
| 4.3 改进坩埚形状实验研究 |
| 4.3.1 理论分析 |
| 4.3.2 实验研究 |
| 4.4 晶体生长的择优取向实验研究 |
| 4.4.1 晶体生长动力学 |
| 4.4.2 硅晶体择优生长面 |
| 4.4.3 感应加热定向凝固晶体生长面的研究 |
| 4.4.4 小型电阻加热定向凝固晶体生长面的研究 |
| 4.4.5 中型电阻加热定向凝固晶体生长面的研究 |
| 4.5 晶体缺陷实验研究 |
| 4.5.1 感应加热定向凝固实验 |
| 4.5.2 小型电阻加热定向凝固实验 |
| 4.5.3 中型电阻加热定向凝固实验 |
| 4.6 晶体生长对比分析与讨论 |
| 4.7 综合分析与讨论 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 热处理的实验研究 |
| 5.1 不同气氛下热处理对硅片电阻率的影响分析 |
| 5.1.1 氢气条件下的热处理 |
| 5.1.2 氮气条件下的热处理 |
| 5.1.3 氩气条件下的热处理 |
| 5.1.4 氩气气氛中不同腐蚀时间的热处理 |
| 5.2 铝吸杂热处理对硅片电阻率的影响分析 |
| 5.2.1 不同的铝吸杂时间对多晶硅片电学性能的影响 |
| 5.2.2 不同镀铝方式对多晶硅片电学性能的影响 |
| 5.3 热处理对多晶硅生长取向的影响 |
| 5.3.1 热处理对多晶硅的生长取向影响 |
| 5.3.2 热处理对多晶硅中位错和晶界缺陷的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A (攻读学位期间发表论文和申请专利) |
| 附录B (攻读学位期间主持或参与的科研项目) |
| 附录C (攻读学位期间所获得的奖励) |
（9）ICP辅助磁控溅射制备多晶硅薄膜（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 硅基薄膜材料的应用和制备 |
| 1.1 硅基薄膜材料在平板显示领域的应用 |
| 1.1.1 液晶显示器 |
| 1.1.2 有机发光二极管显示器 |
| 1.1.3 弹道电子平面发射源显示器 |
| 1.2 硅基薄膜材料在太阳电池的应用 |
| 1.2.1 非晶硅薄膜太阳电池 |
| 1.2.2 多晶硅薄膜太阳电池 |
| 1.3 多晶硅薄膜的主要制备方法 |
| 1.3.1 非晶硅薄膜再结晶法 |
| 1.3.2 化学气相沉积法 |
| 1.3.3 物理气相沉积法 |
| 1.4 本论文制备多晶硅薄膜的技术路线与课题背景介绍 |
| 2 实验 |
| 2.1 沉积装置介绍 |
| 2.1.1 等离子体源辅助磁控溅射装置构造 |
| 2.1.2 电感耦合等离子体源 |
| 2.2 电感耦合等离子体源的放电特性 |
| 2.2.1 Langmuir探针诊断装置介绍 |
| 2.2.2 电感耦合等离子体诊断结果 |
| 2.3 多晶硅薄膜的表征 |
| 2.3.1 拉曼散射 |
| 2.3.2 X射线衍射 |
| 2.3.4 紫外可见光吸收光谱 |
| 3 氢气对多晶硅薄膜制备的影响 |
| 3.1 氢气稀释的影响 |
| 3.1.1 Raman散射与多晶硅薄膜的晶化率 |
| 3.1.2 XRD与多晶硅薄膜的择优取向 |
| 3.1.3 红外光谱分析与硅氢键键合结构 |
| 3.1.4 光学带隙 |
| 3.1.5 多晶硅薄膜微观形貌 |
| 3.2 沉积气压和氢气分压的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 辅助等离子体源的作用 |
| 4.1 辅助等离子体源的放电功率对多晶硅薄膜制备的影响 |
| 4.1.1 ICP放电功率对薄膜微结构的影响 |
| 4.1.2 ICP放电功率对硅氢键合结构的影响 |
| 4.1.3 ICP放电功率对薄膜光学带隙的影响 |
| 4.2 ICP-MS系统制备多晶硅薄膜的晶化机制 |
| 4.2.1 氢化多晶硅薄膜的晶化模型 |
| 4.2.2 ICP-MS系统制备多晶硅薄膜的光谱诊断 |
| 4.2.3 ICP-MS系统制备多晶硅薄膜的晶化机制 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 温度对多晶硅薄膜制备的影响 |
| 5.1 温度对硅薄膜晶化率的影响 |
| 5.2 温度对硅薄膜中硅氢键的影响 |
| 5.3 温度对硅薄膜光学带隙的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 偏压对多晶硅薄膜制备的影响 |
| 6.1 多晶硅薄膜的氧化 |
| 6.2 离子轰击对多晶硅薄膜制备的影响 |
| 6.2.1 离子轰击对多晶硅薄膜微结构的影响 |
| 6.2.2 离子轰击对硅氢键合结构的影响 |
| 6.2.3 离子轰击强度的影响 |
| 6.2.4 微观形貌的变化 |
| 6.3 电子轰击对多晶硅薄膜制备的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）太阳能电池用多晶硅薄膜的制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太阳能光伏发电 |
| 1.2 太阳电池产业概况 |
| 1.3 晶体硅薄膜太阳电池研究的现状 |
| 参考文献 |
| 第二章 等离子增强化学气相沉积硅薄膜的研究 |
| 2.1 等离子增强化学气相沉积(PECVD)基础 |
| 2.2 拉曼光谱用于硅薄膜性能度量的理论基础 |
| 2.3 PECVD沉积硅薄膜的制备研究 |
| 参考文献 |
| 第三章 快速光热退火(RPTA)制备多晶硅薄膜 |
| 3.1 固相晶化(SPC)技术的概述 |
| 3.2 快速光热退火设备 |
| 3.3 退火条件对a-Si：H薄膜晶化的影响 |
| 3.4 沉积温度对a-Si：H薄膜晶化的影响 |
| 3.5 掺杂对固相晶化的影响 |
| 3.6 脉冲快速光热退火制备多晶硅薄膜 |
| 3.7 快速光热退火机理的分析 |
| 3.8 改进的快速光热退火方式低温快速制备多晶硅薄膜 |
| 3.9 常规高温炉退火 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 RTCVD制备多晶硅薄膜 |
| 4.1 RTCVD原理 |
| 4.2 RTCVD制备硅薄膜的工艺 |
| 4.3 RTCVD制备的薄膜的特性研究 |
| 4.4 Hall迁移率测量 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 异质衬底上的晶硅薄膜(CSITF)太阳电池 |
| 5.1 用区熔再结晶增大晶粒 |
| 5.2 衬底选择 |
| 5.3 扩散阻挡层 |
| 5.4 硅膜沉积 |
| 5.5 扩散制结 |
| 5.6 从一面引出电极的CSiTF太阳电池工艺 |
| 5.7 电池制作结果 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 层转移技术制备多晶硅薄膜 |
| 6.1 主要相关技术方法回顾 |
| 6.2 层剥离技术制备太阳电池用多晶硅薄膜的新方案设计 |
| 参考文献 |
| 第七章 光伏并网逆变技术 |
| 7.1 太阳能光伏三相并网逆变器 |
| 7.2 超宽工作电压反激式变换器的设计方法 |
| 参考文献 |
| 全文总结 |
| 致谢 |
| 博士研究生期间发表论文 |
四、激光再结晶多晶硅中缺陷的TEM观察（论文参考文献）
- [1]多晶硅纳米薄膜在压阻传感器应用中的关键技术研究[D]. 施长治. 哈尔滨工业大学, 2011(01)
- [2]高性能薄膜晶体管关键技术研究[D]. 刘立滨. 清华大学, 2017(02)
- [3]基于分子动力学模拟和显微表征的聚焦离子束纳米加工基础研究[D]. 肖茵静. 天津大学, 2016(07)
- [4]定域SOI区熔再结晶研究[J]. 柳连俊,钱佩信,张宗铭,潘子康,李志坚. 半导体学报, 1989(11)
- [5]激光辐照SiOx薄膜的结构与性能研究[D]. 梁芮. 天津工业大学, 2021(01)
- [6]太阳电池用晶体硅中金属杂质与缺陷的相互作用研究[D]. 姜婷婷. 浙江大学, 2014(08)
- [7]绿色激光退火对多晶锗硅薄膜特性的影响[J]. 刘立滨,张伟,周伟,王全,许军,梁仁荣. 半导体技术, 2016(03)
- [8]真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究[D]. 梅向阳. 昆明理工大学, 2010(07)
- [9]ICP辅助磁控溅射制备多晶硅薄膜[D]. 苏元军. 大连理工大学, 2011(07)
- [10]太阳能电池用多晶硅薄膜的制备研究[D]. 张宇翔. 郑州大学, 2005(12)