用椭偏法研究掺磷a-Si：H薄膜的光学特性.pdfVIP

《半导体光电~2007年12月第28卷第6期 匡跃军等： 用椭偏法研究掺磷a—si：H薄膜的光学特性 用椭偏法研究掺磷a—Si：H薄膜的光学特性 匡跃军 ，李 伟 ，廖乃镘 ，蒋亚东 ，宋 震 ，黄清海 ，祁康成 (电子科技大学 1．电子薄膜与集成器件国家重点实验室；2．光电信息学院，四川成都 610054) 摘 要： 用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备了磷掺杂氢化非晶硅(a—Si：H) 薄膜。分别以50。和70。为入射角，测试了样品在 300 1 000 nm波长的椭偏光谱，得到了其膜厚和 光学常数谱(折射率和消光系数随波长变化谱)，并应用Tauc作图法推算出了薄膜的光学带隙。 关键词： 椭偏法；掺磷 a—Si：H薄膜；光学常数 中图分类号：0484．41 文献标识码：A 文章编号：1001—5868(2007)06--0829--04 Study on the Optical Properties of P—doped a-Si：H Thin Films by Spectroscopic Ellipsometry KUANG Yue-jun ，LI Wei ，LIA0 Nai—man ，JIANG Ya—dong ， SONG Zhen。，H UANG Qing—hai。，QI Kang—cheng。 (1．State Key Laboratory of Electronic Thin Films Integrated DevicesI 2．School of Optoelectronic Information， University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu 610054，CHN) Abstract： Hydrogenated amorphous silicon(a—Si：H)thin films doped with phosphor(P) were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD)．The ellipsometric spectra of the testing thin films were measured at either 50。or 70。incident angle under 300～ 1 000 nm wavelength range，upon which the thickness and the optical constants(refractive index and extinction coefficient)of the films were also obtained．The optical band gap of the testing films was estimated following the procedure of Tauc． Key words： spectroscopic ellipsometry；P—doped a—Si：H thin film；optical constant 1 引言 杂的材料结构中，快速、精确和方便地测量并分析 椭偏参数。简单而言，椭偏法是利用菲涅耳反射折 氢化非晶硅(a—Si：H)薄膜是一种性能优异的 射定律，通过分析偏振光通过样品时，其反射光和透 光电材料，具有光吸收系数大、电阻温度系数较高、 射光偏振状态发生的变化来测量和研究薄膜的光学 成膜工艺简单、与常规IC工艺兼容以及易于实现P 性质、表面或界面粗糙度以及材料微结构的一种偏 型和n型掺杂等优点。自1965年 Sterling等 第 光分析方法。椭偏法具有测量精度高、无破坏性、环 一 次采用辉光放电等离子体技术制备出a—Si：H薄 境受限小、简单易行等优点，近年来越来越广泛地应 膜以来，经过40多年的发展，a—Si：H薄膜已广泛 用于薄