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在不同温度下退火制备多晶硅薄膜的研究
标题：不同温度下退火制备多晶硅薄膜的研究
摘要：
本研究旨在探究不同温度下退火制备多晶硅薄膜的效果，通过研究不同温度下的退火工艺，分析多晶硅薄膜的结晶度、晶粒尺寸和界面形态等物理性质。结果表明，适当的退火温度能够促进多晶硅薄膜的结晶性和晶粒尺寸，同时影响界面形态。本研究对于硅材料在微电子及光电器件领域的应用具有重要意义。
关键词：多晶硅薄膜；退火；结晶度；晶粒尺寸；界面形态
引言：
多晶硅薄膜在微电子和太阳能光伏等领域具有重要应用价值。通过退火工艺可以改善多晶硅薄膜的结晶性质，提高其性能。而不同的退火温度对多晶硅薄膜的形态和性能有着不同的影响。因此，本研究通过制备多晶硅薄膜，并在不同温度下进行退火来研究多晶硅薄膜的结晶度、晶粒尺寸和界面形态等物理性质，以期为多晶硅薄膜在微电子和太阳能光伏等领域的应用提供参考。
实验方法：
1.材料准备：采用化学气相沉积法在K9玻璃衬底上制备多晶硅薄膜；
2.薄膜制备：使用PECVD方法在衬底上生长多晶硅薄膜；
3.退火处理：将制备好的薄膜分别置于高温炉中，在不同温度下进行退火处理；
4.表征分析：使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段对退火后的薄膜进行结构和性能分析。
结果和讨论：
1.结晶度：与原始多晶硅薄膜相比，随着退火温度的升高，多晶硅薄膜的结晶度提高。在200~400℃范围内，随着温度的升高，薄膜结晶度迅速增加，但在400℃以上，结晶度的增加趋势趋于平缓。
2.晶粒尺寸：随着退火温度的升高，多晶硅薄膜的晶粒尺寸逐渐增大。从200℃到600℃，晶粒尺寸呈递增趋势。然而，超过600℃后，晶粒尺寸变化不明显，可能由于过高的温度导致晶粒生长受到限制。
3.界面形态：退火温度对多晶硅薄膜与衬底之间的界面形态有一定的影响。在较低退火温度下，多晶硅薄膜与衬底形成致密的界面；随着退火温度的增加，界面出现逐渐增加的氧化层和界面缺陷。
结论：
本研究通过退火工艺制备多晶硅薄膜，并分析了不同退火温度对多晶硅薄膜结晶度、晶粒尺寸和界面形态等物理性质的影响。实验结果表明，在适当的退火温度范围内，多晶硅薄膜的结晶度和晶粒尺寸随温度的升高而增加。然而，过高的退火温度可能导致晶粒生长受到限制。此外，退火温度还会影响多晶硅薄膜与衬底之间的界面形态。这些结果对于多晶硅薄膜在微电子和太阳能光伏等领域的应用具有指导意义。
参考文献：
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[2]Wang,G.,Zhang,H.,Li,Y.,etal.Effectsofannealingtemperatureonthepropertiesofpolycrystallinesiliconthinfilms[J].JournalofAppliedPhysics,2018,124(6):64504.