[发明专利]一种非晶硅材料电阻率调节方法

说明书

本发明涉及一种简单可行的非晶硅材料电阻率的调节方法，其中，包括：采用化学气相沉积PECVD硅烷辉光放电制备非晶硅材料，平行板结构装置衬底放在具有温控装置的平板上，射频电压加在上下平行板之间；反应腔体内采用热丝控制气体温度，在辉光放电前，先将沉积室温抽真空到5x10^‑4Pa；然后在辉光放电沉积过程的反应室中，通入少量N₂O与硅烷作为非晶硅材料反应气体，并且在反应过程中使反应腔中保持46Pa～55Pa的压强，对衬底进行加热到300℃，让上下平板间出现电容耦合式的气体放电，将氧原子掺杂入非晶硅材料中，使氧原子在非晶硅中与Si形成新键，形成含氧的氢化非晶硅。本发明提出的一个非晶硅材料电阻率的调节方法，简单可行。

技术领域

本发明是关于光电器件领域，特别涉及非晶硅材料电阻率调节方法。

背景技术

近来，非晶硅材料制作的太阳能电池已经得到广泛应用，而利用非晶硅材料制备的薄膜晶体管(TFT)有源矩阵液晶显示器也成为当今液晶显示的主流。在光电探测领域，非晶硅材料由于其良好的光电性能，也成为了各种探测器制作的热门材料。在集成电路的各种器件的中，非晶硅作为一种常见的半导体材料，也得到了极大的关注。在半导体器件中硅材料的电阻率极为重要，材料的电阻率将会极大的影响到器件的各种电学性能，通常在保持其材料各种性能不变的情况下，可以通过改变硅材料物理厚度或者改变其器件结构来改变器件的电阻，但这样会导致工艺难度成倍增加，并且由于改变器件结构可能会带来的器件体积变化等问题。一般认为,非晶硅材料电阻率的大小与材料中缺陷，杂质以及硅与其它元素的键合方式有着很大关系：因为缺陷，杂质以及硅与其它元素的键合方式会影响到硅片的少数载流子寿命，少数载流子寿命又直接影响材料电阻率。现有技术常用的非晶硅材料制备方法：PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)--等离子体增强化学气相沉积法，是借助微波或射频等使含有材料组成原子的气体电离，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材料。为了使化学反应能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沉积(PECVD)。在PECVD工艺中由于等离子体中高速运动的电子撞击到中性的反应气体分子，就会使中性反应气体分子变成碎片或处于激活的状态容易发生反应。

发明内容

本发明的目的提供一种简单可行的非晶硅材料电阻率的调节方法，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种简单可行的非晶硅材料电阻率的调节方法，其中，包括：采用化学气相沉积PECVD硅烷辉光放电制备非晶硅材料，平行板结构装置衬底放在具有温控装置的平板上，射频电压加在上下平行板之间；反应腔体内采用热丝控制气体温度，在辉光放电前，先将沉积室温抽真空到5x10^-4Pa；然后在辉光放电沉积过程的反应室中，通入少量N₂O与硅烷作为非晶硅材料反应气体，并且在反应过程中使反应腔中保持46Pa～55Pa的压强，对衬底进行加热到300℃，让上下平板间出现电容耦合式的气体放电，将氧原子掺杂入非晶硅材料中，使氧原子在非晶硅中与Si形成新键，形成含氧的氢化非晶硅。

根据本发明所述的简单可行的非晶硅材料电阻率的调节方法的一实施例，其中，采用化学气相沉积PECVD制备非晶硅材料，通过将氧原子按工艺参数控制比例，掺杂入非晶硅材料中，从而实现电阻率的调节。

根据本发明所述的简单可行的非晶硅材料电阻率的调节方法的一实施例，其中，采用等离子体增强化学气相沉积法PECVD制备非晶硅材料。

根据本发明所述的简单可行的非晶硅材料电阻率的调节方法的一实施例，其中，衬底放在具有温控装置的平板上，射频电压加在上下平行板之间，并且反应腔体内采用热丝控制气体温度，压强通常保持在50Pa，在上下平板间就会出现电容耦合式的气体放电，并产生等离子体。