Ar PECVD metodi iegūtu plānu amorfu Si kārtiņu kristalizācijas procesa pētīšana, izmantojot struktūras analīzes un mikroskopijas metodes

Abstract

Izmantojot PECVD izputināšanas metodi argona-ūdeņraža atmosfērā, tika iegūtas plānas amorfa silīcija kārtiņas, leģētas ar boru un fosforu uz stikla, ITO un alumīnija pamatnēm. Veikta kārtiņu kristalizācija, izmantojot dažādas metodes (izkarsēšana krāsnī argona atmosfērā un zaļas gaismas impulsu lāzers). Kārtiņu struktūra pētīta ar rentgenstaru izkliedes un Ramana izkliedes metodēm, pēc līniju novietojuma novērtēta kristāliskas daļas apjoma attiecība un plānu kārtiņu kristāliskais izmērs. Lai noteiktu optiskās īpašības silīcija plānām kartiņām, tika uzņemts optiska blīvuma spektrs un caurlaidības spektrs. No tiem tika aprēķināts absorbcijas koeficients atkarībā no gaismas viļņa garuma, ņemot vērā silīcija plānas kārtiņas biezumu. Kā arī tika aprēķināts aizliegtas zonas platums, Urbaha enerģija un laušanas koeficients. Pēc optiskas absorbcijas spektriem novērtēta silīcija plānu kārtiņu absorbcijas mala.

a-Si:H thin films, doped with boron and phosphorus, were obtained in an argon-hydrogen atmosphere on glass, ITO and aluminum substrates, using PECVD sputtering method. Thin films were crystallized using different methods (thermal heating in an argon atmosphere and green light pulse-laser crystallization). Thin film structure were studied by X-ray scattering and Raman scattering method. A percentage of the crystalline part and crystalline size in thin films were determined by analyzing Raman line position. The optical density spectra and transmission spectra were measured in order to determine the optical properties of silicon thin films. The absorption coefficient dependence of the light wavelength, taking in consideration the silicon thin films thickness, was calculated from the optical density spectra. Also the forbidden zone width, Urbah energy and refractive index were calculated. The absorption edge of silicon thin films was determined from the optical absorption spectra.