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电子束蒸发沉积重掺硅薄膜及其应用

李向明  
【摘要】:Si材料是半导体材料中最重要的材料之一,以应用于微电子工业等领域居多,其中Si薄膜则多用在太阳能行业,且对于Si薄膜的其他用途研究则不多。 现阶段,建筑物用的玻璃,绝大部分辐射率较高,这样的玻璃保温性能差,整个建筑物损失的能量大约有一半是通过玻璃浪费掉的。因此,控制玻璃的能耗对节约能源大有裨益,其最佳选择是采用Low-e玻璃,俗称低辐射玻璃。 目前Low-e玻璃根据其制作方式主要有在线Low-e玻璃和离线Low-e玻璃两种,而现阶段无论在线和离线生产出来的Low-e玻璃均价格太高,在我国大部分还是用于写字楼,商场,无法推广到家家户户。这样,对低成本Low-e玻璃的研究就摆在了我们眼前,现在比较常用的方法是磁控溅射法,但磁控溅射镀膜设备价格昂贵,相对生产出来的Low-e玻璃价格就高。而真空蒸镀法尽管成本简单,但一般都是制作双层膜,并且近几年也没有改进相关方法的报道。于是本实验室尝试采用电子束蒸发法来沉积重掺硅膜,希望可以仅采用Si原材料制备出具有低辐射特性的薄膜,通过对薄膜进行晶化,掺杂等工艺,提高重掺硅膜的导电特性,或者仅仅使用Si和Ag来制备Low-e薄膜,从而可以不通气体,降低成本和工序,并对对Si保护膜进行深入的探索,希望所做的工作对工业生产有一定的借鉴意义。 论文所取得的结论主要有以下几点:(1)采用电子束蒸发法来制备出的重掺硅膜导电性较差,需要进一步改善;(2)利用四探针,X射线衍射(XRD),SEM,EDS等表征手段对薄膜进行了表征;(3)利用铝诱导低温晶化法对Si膜进行低温晶化,通过透射光谱和XRD分析,晶化后的透射率较之前有不小的提升,而且导电性有大幅提升;(4)利用实验中发现的现象,制备出了铝掺杂硅薄膜,测试结果表明,本实验制备出的Al-Si薄膜的导电性和可见光透射率有良好,具有一定的热反射特性;(5)制备出了基于Si和Ag的Low-e薄膜,且性能良好,而且Si保护层能够起到一定的保护作用。(6)研究了Si保护层对于金属防腐蚀的能力。分别在Cu和Al薄膜上蒸镀上了一层Si薄膜,在不影响透光性的条件下,Si薄膜对于金属防腐蚀有着良好的作用。


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