一种纳米硅薄膜的制备工艺

摘要

本发明公开了一种器件级纳米硅薄膜及其制备工艺，本发明产品是采用等离子体化学汽相沉积法在VHF-CVD设备中生长制备的。产品中的晶粒大小为d＝(2～8)纳米，晶态体积百分比Xc＝(53±5)％，薄膜电导率为σ_rt＝(30-80)Ω^-1·cm^-1，薄膜中的电子迁移率μ＝(5～10)cm²/v.sec。用本发明的方法不仅使其电导率提高到几十Ω^-1·cm^-1，还能控制其导电类型(N型或P型)，已基本上能满足研制纳米硅器件的需要。

主权项

1、一种纳米硅薄膜的制备工艺，其特征是生长P型纳米硅，采用等离子体化学汽相沉积法，在VHF-CVD设备中生长纳米硅薄膜，反应气体包括以高纯氢气稀释的硅烷反应气和掺杂气体，其中高纯氢气稀释的硅烷，其硅烷氢气稀释比：C＝SiH4/(SiH4+H2)＝(0.7～2.0)％；采用掺杂气体源为：硼烷，生长P型纳米硅，其气体稀释比为：C＝B2H6/(B2H6+H2)＝(0.04～0.10)％；薄膜生长时的掺气体比值：r＝B2H6/SiH4＝10-2～10-1；薄膜生长时的衬底温度：Ts＝(280±30)℃；薄膜生长时反应气体压力：P＝(1.0～2.5)乇；薄膜生长时射频(r.f)功率：W＝(0.6～1.0)瓦/厘米2；薄膜生长时直流负偏压：Vb＝-(100-200)伏；薄膜生长时选用射频功率源的频率为：f＝(70-120)MHz。