摘要
随着半导体器件的快速发展，半导体薄膜在晶体质量、几何厚度、成本等问题上很难再突破，尤其在光伏制造上。高质量、超薄、低成本的半导体薄膜的获取有三种方法：（1）外延生长薄膜；（2）在低成本衬底上沉积非晶薄膜，再进行晶化；（3）直接在低成本衬底上生长晶体薄膜。然而，外延薄膜的成功应用主要取决于将其转移到低成本衬底的难易程度。等离子体增强化学气相沉积（PECVD）不仅可以低温沉积高质量的晶体薄膜，而且还可以进行衬底表面（界面）的调控，这对于后续的转移至关重要。本文利用PECVD制备半导体薄膜，通过界面调控实现外延薄膜的转移。同时对非晶薄膜进行了一系列退火晶化的研究。借助多种表征仪器，在微观角度深入研究了薄膜的成分和晶体结构。论文的主要工作包括： （1） 本文利用低温（200℃）PECVD制备了外延硅薄膜。通过改变外延条件来控制硅衬底和外延膜之间的界面中的氢含量，提出了基于氢气等离子体的双层同质外延界面层和硅锗异质外延界面层的界面工程方法，并通过阳极键合方法实现了外延硅薄膜的转移。还研究了双层同质外延界面对常压化学气相沉积(APCVD)（1130℃）外延硅薄膜的影响，在具有双层同质外延界面层的外延硅薄膜中观察到了层错。异质外延硅锗界面层的相比于同质外延硅界面层，界面氢含量更高，外延硅质量更好。 （2） 本文通过 PECVD制备了非晶硅、非晶硅锗、非晶锗薄膜，并进行了不同条件的退火晶化研究。非晶硅锗薄膜相比于非晶硅和非晶锗薄膜更加耐高温和抗爆膜。氢气等离子体退火后，非晶锗以圆斑的形式被晶化。同时，锡可以降低非晶锗晶化的温度。 （3） 本文利用低温（175℃）PECVD 成功地制备了外延硅锗薄膜，并研究了退火对其相变的研究。利用硅和锗氧化的吉布斯自由能差异，控制非晶硅锗和外延硅锗薄膜的退火温度和氧含量，可以获得具有孔隙层和晶锗层的多层膜结构。而对于p型掺杂的硅锗薄膜，反而会抑制氧化进行。 （4）本文利用低温 PECVD直接在玻璃和聚酰亚胺上制备了多晶锗薄膜。多晶锗薄膜的晶体质量强烈依赖于温度。射频等离子体促进了薄膜生长的均匀性。高压有助于在低温晶化薄膜。随着薄膜的厚度增加，晶体质量提高，但晶向增多。
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