Abstract
本論文主旨在討論低溫(250 度C)複晶矽薄膜於二氧化矽及玻璃基板上之成長.複晶矽薄膜的微細結構及結晶度是藉由穿透式電子顯微鏡橫切面影像及平切面影像來分析,原子力式電子顯微鏡用以分析複晶矽薄膜的晶粒形態及表面平坦度, 拉曼(Raman)散射頻譜則用於分析複晶矽薄膜之結晶度與結晶態體積含量, X-ray 繞射頻譜則用於分析複晶矽薄膜之擇優取向 (Preferred orientations), 紅外線吸收頻譜可分析複晶矽薄膜的氫-矽之鍵結組態及薄膜中的氫含量,導電度分析用來解析複晶矽薄膜之導電特性.在電漿輔助式化學氣相沉積 (PE-CVD)系統中運用硫化二氧化矽表面法及氫稀釋矽烷法沉積低溫複晶矽薄膜,硫化二氧化矽法可有效消除複晶矽薄膜及二氧化矽基板間的非晶矽過度層,在92%的氫稀釋矽烷比例的沉積時,二氧化矽表面硫化法的效果特別顯著,在此條件下沉積之複晶矽薄膜的晶粒尺寸約在200至500埃之間.氫稀釋矽烷法在電子迴旋共振式化學氣相沉積(ECR-CVD)中成功地沉積出低溫大晶粒之複晶矽薄膜, 複晶矽薄膜中最大的晶粒尺寸大約是一微米,此薄膜是由98%的氫稀釋矽烷比例下所沉積而得的, 所有由氫稀釋矽烷法在電子迴旋共振式化學氣相沉積中沉積之複晶矽薄膜的結晶態體積含量幾乎達百分之百,非摻雜型複晶矽薄膜的則優取向為<110>,而摻雜型複晶矽薄膜的則優取向則為 <111>,複晶矽薄膜的氫含量皆低於0.8原子百分比,非摻雜型複晶矽薄膜的暗導電度約為0.000001 S/cm,摻雜型複晶矽薄膜的暗導電度約為2.3 S/cm,摻雜型複晶矽薄膜的暗導電度大約比非摻雜型複晶矽的暗導電度高出十的七次方倍.根據我們所得的資料,我們提出一個簡單的模型來解釋由氫稀釋矽烷法在電子迴旋共振式化學氣相沉積中沉積之複晶矽薄膜的晶粒之形成機制.