本文详细论述了PECVD法制备非晶硅和微晶硅薄膜的原理和过程,深刻剖析了PECVD仪器各部分的工作原理并进行了图示。实验选用SiH4和H2作为气源,在普通玻璃衬底上低温沉积了硅薄膜。制备的工艺参数范围如下,沉积温度:250-450℃;SiH4气体流量:1-40SCCM;放电功率:40-130W;本底真空度:6.6×10-4Pa;沉积气压:100Pa;沉积时间:30-540min。采用Raman散射谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段研究了硅烷浓度、沉积温度、射频功率等参数对硅薄膜的结构、结晶状态和沉积速率的影响。实验结果表明,当硅烷含量由10%降低到1%过程中,Si薄膜沉积速率逐渐下降;当硅烷浓度降到2%时,拉曼光谱检测到对应的晶体Si在520cm-1附近的新吸收峰,而最初在480cm-1附近的非晶吸收峰位逐渐减弱,Si薄膜的结构实现了由非晶向微晶转变;当硅烷浓度降低到1%,晶化率提高到18%。随着沉积温度的升高,沉积速率不断提高,由250℃的163nm/h增长为350℃时的197nm/h。当射频功率由40W提升到70W时,沉积速率从177nm/h升高到203nm/h,继续提升功率时沉积速率增长放缓,当射频功率超过100W后沉积速率趋于稳定。薄膜的厚度随沉积时间的增加而线性增长。