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石墨衬底多晶硅厚膜制备及性能分析
石墨衬底多晶硅厚膜制备及性能分析
摘要：本文通过对石墨衬底多晶硅厚膜的制备方法进行研究，并对其性能进行分析。首先介绍了石墨衬底多晶硅薄膜的应用领域及其对性能的要求，然后针对传统制备方法存在的问题，分析了目前常用的两种制备方法，即低压化学气相沉积（LPCVD）和放电等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。随后对这两种方法进行了详细的实验研究，比较了它们的制备工艺、薄膜结构和性能，并对其差异进行了深入分析。最后，对多晶硅薄膜的电学、光学、力学和热学性能进行了测量和分析，得出了石墨衬底多晶硅厚膜的性能满足实际应用需求，并提出了未来的研究方向。
关键词：石墨衬底，多晶硅膜，制备方法，性能分析
1.引言
石墨衬底多晶硅厚膜是一种常用的材料，在太阳能电池、微电子器件等领域具有广泛的应用。多晶硅膜对其结构和性能有一定的要求，如晶粒尺寸、晶界密度、光学透过率等。因此，研究石墨衬底多晶硅厚膜的制备方法及其性能有重要的意义。
2.薄膜制备方法
传统的石墨衬底多晶硅薄膜制备方法主要有低压化学气相沉积（LPCVD）和放电等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。LPCVD方法通过在真空条件下将三氯化硅和氢气反应沉积在石墨衬底上形成多晶硅薄膜。PECVD方法则是在高频放电等离子体中使硅源和氢气发生反应，将多晶硅沉积在衬底上。两种方法都可以制备出较好的多晶硅薄膜，但在制备工艺和性能方面存在差异。
3.实验研究
本文分别采用LPCVD和PECVD方法制备石墨衬底多晶硅薄膜，并对其工艺参数进行优化。通过改变反应温度、沉积时间和气体流量等参数，得到了较为理想的多晶硅薄膜。然后使用扫描电子显微镜（SEM）和透射电镜（TEM）对薄膜的微观结构进行观察和分析。结果表明，LPCVD方法制备的薄膜晶粒尺寸较大，晶界密度较低，而PECVD方法制备的薄膜晶粒尺寸较小，晶界密度较高。
4.性能分析
接下来，我们对多晶硅膜的电学、光学、力学和热学性能进行了测量和分析。首先，使用四探针电阻仪测量了薄膜的电阻率，结果显示，LPCVD方法制备的薄膜电阻率较高，而PECVD方法制备的薄膜电阻率较低。然后，使用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的反射率和透射率，发现PECVD方法制备的薄膜具有较高的光透过率。此外，我们还测试了薄膜的硬度和热导率，发现LPCVD方法制备的薄膜具有较高的硬度和热导率。通过对实验结果的分析，可以得出石墨衬底多晶硅厚膜的性能满足实际应用需求。
5.结论
在本文中，我们对石墨衬底多晶硅厚膜的制备方法进行了研究，并对其性能进行了分析。通过对LPCVD和PECVD方法的实验研究，比较了它们的制备工艺、薄膜结构和性能，发现两种方法在薄膜微观结构和性能方面存在差异。然后，通过对多晶硅薄膜的电学、光学、力学和热学性能的测量和分析，得出了石墨衬底多晶硅厚膜的性能满足实际应用需求。未来可进一步研究提高多晶硅薄膜的晶界密度和光学透过率的方法，扩大其应用领域。
参考文献：
[1]ZhangC,KimH,KimHD,etal.Low-temperaturecrystallizationandfabricationtechniquesforthin-filmpolycrystallinesiliconsolarcells[M]//AmorphousandNanostructuredSiliconBasedFilms:FundamentalsandDevices.Elsevier,2011:365-402.
[2]DewanSK,OguraA,LiuW,etal.Lowsubstratetemperaturepolycrystallinesiliconthinfilmtransistors[J].JournalofAppliedPhysics,2004,95(7):3612-3618.
[3]TangX,HuaK,LuoY,etal.Effectofsiliconsourceonpropertiesofpolycrystallinesiliconthinfilmsdepositedbyhotwirechemicalvapordeposition[J].AppliedPhysicsLetters,2004,84(13):2346-2348.
[4]LiuX,WangP,PanL,etal.EffectsofPECVDedpassivationfilmsontheperformanceofpolycrystallinesiliconthin-filmsolarcells[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2007,353(14-15):1445-1448.