《微波CVD制备硅薄膜类金刚石薄膜--白辉勇,熊军.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微波CVD制备硅薄膜类金刚石薄膜--白辉勇,熊军.ppt（23页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1,微波CVD制备硅薄膜 & 类金刚石薄膜,2,微波法制备大面积硅薄膜设备及工艺（大面积）,表面波微波等离子体 线形微波等离子体,3,Capacitvely Coupled Plasma, ,Relatively low density,Non-uniformity caused by,Standing Wave Effect,Skin Effect,Edge Effect,Electromagnetic properties,Quasi-static property,Electrostatic property,PECVD & MWCVD（表面波微波等离子体）,(1010 1011 cm-
2、3),4,Great need for large-area plasma sources for giant materials processing.,Example: - thin film deposition for LCD (Liquid Crystal Display) - Thin film solar cell - surface coating of housing glass plate for UV and IR light cut, - surface modification of plastic materials and paper,Giant Material
3、s Processing,5,Microwave CVD - Giant High-density Plasma,6,Waveguide,2.45GHz,1 m,Quartz Plate,Plasma,Quartz Plate,Huge Atomospheric Pressure,8 tons/m2,7 cm,l0=12 cm,7,Si Deposition on Large Substrate,Glass Substrate,Polymer Film Substrate,Experimental Conditions,Microwave Power 6kW,Pressure 7 Pa,H2/
4、SiH4=25/25 sccm,Substrate Temperature 250oC,Experimental Conditions,Microwave Power 4kW,Pressure 12 Pa,H2/SiH4=25/50 sccm,Substrate Temperature 180oC,Micro-crystalline Si films,Amorphous Si films,8,Power: 2 kW, Total flow rate: 522 sccm (10%SiH4+90%H2), Substrate: 250 oC,Deposition rate,mc-Si Film D
5、eposition,Very high deposition rate was achieved due to high density plasma.,9,Crystalline volume fraction,Raman spectra,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1,0,10,20,30,40,50,60,70,80,X,c,Total Pressure (Pa),mc-Si Film Deposition,10,表面波微波法制备微晶硅薄膜工艺条件,11,线形微波等离子体制备大面积硅薄膜设备,线形微波等离子体的结构原理图,12,多轴级的平面微波等离子体的结构原理图（1:4 功率分
6、配）,13,图. 轴心结构和轴心的局部图,14,EcoVeRaR公司实验室镀膜系统 ,16轴级,8微波发生器的平面等离子体源(覆盖面积1 m2),下视(左图),上视(中间),15,大面积玻璃上沉积硅薄膜产品10050cm2 （线形微波法制备）,16,微波CVD制备类金刚石薄膜设备及工艺,下图为星形MPCVD装置主腔体部分的模拟图片，该装置具有10个独立的微波源，分别由10个独立的微波源控制系统进行控制。这10个微波源分为两组固定在五菱柱形铜质谐振腔的五个侧面上，其相对位置如下图所示，每组中的5个微波源分布在同一平面上，有利于实现谐振腔中的微波电磁场的耦合，使得反应腔体内的等离子体分布更加均匀。
7、,星形MPCVD装置主腔体部分的模拟图片,17,该星形微波等离子体化学气相沉积装置具有如下特点： 该装置有多个微波源同时工作，反应腔体大，等离子体放电区域大，可以实现类金刚石薄膜的一次多片沉积，使类金刚石薄膜的大批量生产成为可能。 由于是多个微波源同时向腔体内输入微波，在该装置上可以获得较低温度的等离子体，可以实现类金刚石薄膜的低温沉积。,18,类金刚石薄膜在石英基片上的沉积,在石英基片上进行了类金刚石薄膜的沉积研究，通过对各种沉积影响因素，如碳源浓度、基片温度、反应腔体压力以及微波功率等参数的研究，在优化后的沉积条件下沉积得到了质量较好的类金刚石薄膜。,石英基片上得到的类金刚石薄膜的SEM图
8、片,类金刚石薄膜的沉积研究,19,类金刚石薄膜在石英基片上沉积时的最优化工艺,下表为在石英基片上沉积类金刚石薄膜的最佳工艺，在进行类金刚石薄膜的沉积之前，采用含有纳米级金刚石粉的丙酮溶液对基片进行一定时间的超声清洗，以此促进类金刚石薄膜在石英基片上的初期生长。,20,在石英基片上沉积得到的DLC薄膜的Raman光谱图片 其中480cm-1附近的峰为石英基底的特征吸收峰,21,Sample 1 ultrasonically abraded for 30 min Sample 2 ultrasonically abraded for 10 min,经过不同时间的超声清洗预处理后，在 石英基片上得到的DLC薄膜的傅利叶红外变换图片,22,微波CVD法制备类金刚石工艺条件,23,Thanks！,