[发明专利]热丝化学气相沉积过程中光发射谱的测试方法及其装置

摘要

本发明涉及一种热丝化学气相沉积过程中光发射谱的测试方法及其装置，属于光谱研究技术领域。采用射频激发，在热丝化学气相沉积制备硅薄膜的气相中产生发光基元，通过双狭缝、光纤、光谱仪来测量和分析射频激发热丝化学气相沉积的光发射谱，认识气相过程特征，指导薄膜制备。本发明装置发射的光谱，能够解释气压变化和气体流量等沉积参数的变化与微晶硅薄膜沉积速率和微结构的关系，是研究HWCVD气相过程的有效方法之一。本方法和装置操作简单，易于实现，数据重复可靠，可应用于太阳电池、微电子等领域中涉及到热丝化学气相沉积的薄膜制备技术中。

主权项

一种热丝化学气相沉积过程中光发射谱的测试方法，其特征在于该测试方法包括以下步骤：(1)在真空腔体的互相平行设置的接地电极和高频电极之间，放置一根或多根热丝，使热丝平行于两个电极，热丝与接地电极之间的距离为3～6厘米，热丝与高频电极之间的距离为1～3厘米，在真空腔体壁上设置石英窗口；(2)使真空腔体内的真空度为1×10‑3帕～1×10‑5帕，使热丝温度达到1600～2200℃；(3)向真空腔中通入硅烷和氢气的混合气体作为反应气体，硅烷和氢气的比例为：硅烷∶氢气＝1∶0～1∶50，反应气体的气压为0.3～300帕，向高频电极施加射频功率，使得射频功率大于0.01瓦/厘米2，小于0.1瓦/厘米2，在两个平行电极之间产生等离子体辉光；(4)使得上述等离子体辉光从真空腔体的石英窗口中出射，并通过一个双狭缝器，以消弱背景光；(5)使得从双狭缝器出射的辉光，通过光纤引入光发射谱仪，得到发射光谱图；(6)将高频电极的射频功率降为0，重复(4)和(5)，得到背景光谱图；(7)从步骤(5)得到的光谱图中扣除步骤(6)得到的背景光谱，得到热丝化学气相沉积发射光谱图。