硅(100)衬底表面快速热退火制备硒纳米晶薄膜的结晶动力学

潘书万¹，庄琼云²，陈松岩³，黄巍³，李成³，郑力新¹

1. 华侨大学工学院2. 黎明职业大学信息与电子工程学院3. 厦门大学物理系半导体光子学研究中心

摘 要：采用超高真空气相沉积系统在Si(100)衬底上制备非晶硒(Se)薄膜,然后快速热退火制得Se纳米晶薄膜。SEM观察结果表明,当热退火温度高于140℃,薄膜表面形貌从条状裂纹逐渐变成孤立的六角块状结构。Raman和XRD测试分析发现,退火后的Se纳米晶均为三角晶型结构,当退火温度高于140℃时,Se开始沿(100)方向择优取向结晶。分析得出,在Si(100)衬底上的Se晶粒(100)晶面的激活能比(101)晶面的激活能低,因而在(100)面上的结晶速率比(101)面上的结晶速率大,使得Se在(100)方向择优结晶。笔者认为这是因为Si(100)衬底对Se的结晶具有诱导作用,致使硒的结晶具有各向异性。

关键词：硒;纳米晶薄膜;结晶动力学;硅衬底;快速热退火;