Vol.19 No.5 吴平：氢化非晶态硅薄膜的渗氢内耗实验研究 ·507· 在一条直线上，回归得到1n(1/w,)=-21.23+3.52×1000/T,由此求得氢致峰激活能为 2H=0.30±0.05eV,tow=3.79×10-s.但是氢致内耗峰的宽度仅为单个Debye峰宽的 1/4~3/10,所以该氢致内耗峰是否为热激活弛豫峰还需进一步的研究. 扣除背景内耗后将氢致内耗峰按Q'一1000/T,作图，发现它是对称峰 -5.5 表190~100℃渗氢饱和氢致峰的实验数据 渗氢压力P/kPa测时频率fIHz饱和氢致峰高度h -5.7 20.4 56.3 0.0293 5.9 27.4 47.5 0.0477 40.5 103.5 0.0320 三-6.1 40.5 60.0 0.0628 -6.3 40.5 74.0 0.0477 -6.51 4.1 4.2 4.34.4 4.5 2.4在氢致内耗峰附近进行连续升、降温测量 (I000/T)MK- 图3饱和氢致峰Ln(1/w)~1000/1p图 试验样品在30kPa,90℃渗氢饱和后，将 样品室在充满氢气的状态下迅速冷却到 /约47.5Hz 0.08 -170℃左右，再抽真空至0.001Pa,进行升温 测量.在测量频率为47.5z时，在-60~ 0.06 -40℃之间有明显氢致峰出现，峰温-46℃.， 当温度升至低于10℃时，再接着进行降温测⊙ 量，氢致峰不出现，降温过程之后再接着进行 0.04 升温测量，氢致峰也不出现.但在室温放置 0.02 1~2d后，升温测量时，氢致峰又出现了，只 -80 -60 -40 -20 是峰高比第1次升温测量时略微低些，从气 1/C 氛渗氢状态缓慢降温，降温速率约图4复合样品在氢致内耗峰附近连续升，降温测量 0.7℃/mi,测量发现氢致峰出现，峰高与随及时效测量内耗曲线(1：30kPa,90℃，30h渗氢后 后进行的升湿测量过程的商度相当图4是体量到悉蔬案后效西 复合样品在氢致峰附近连续升，降温测量和33后升温测量) 时效测量的Q'一1（℃）图. 3讨论 非晶态硅是四面体配位的半导体材料，其中包含有共价键原子.共价键具有方向性和饱 和性，这决定了非晶态硅结构方面的重要特性：长程无序，短程有序，即在约1m左右的范围 内，近邻或次近邻的原子排列是有序的（配位数、原子间距、键角、键长等参数），较远原子键角 和键长可能变化，形成无规则网络，文献[2]从拓扑学的角度提出了在连续无规则网络模型的 正当约束范围（键角畸变20°左右）内可能的3种缺陷模型：孤立悬键模型、双空位模型、含有 多个悬键的缺陷模型.有报道（北京有色金属总院资料，1984），有人曾用多种检测技术手段直吴 平 氢化非 晶态硅薄膜 的渗氢 内耗 实验研究 在一条直线上 ， 回归得 到 。 一 矜 由此求 得 氢致 峰激 活能 为 。 士 ， 。 二 一 ’ 但 是 氢 致 内 耗 峰 的 宽 度 仅 为 单 个 块 峰 宽 的 一 ， 所 以 该氢致 内耗 峰是 否 为热激 活弛豫 峰还需 进 一步 的研究 扣 除背景 内耗后将 氢致 内耗峰按 ’一 作 图 ， 发现 它 是 对称 峰 · 一 表 一 ℃ 渗氢饱和氮致峰的实验数据 渗氢压力 测 时频率 比 饱和 氢致峰高度 一 ︸气乙 ， 一 一︵、︶‘ 一 一 在氢致 内耗峰附近进行连续升 、 降温测量 耳 一 ’ 图 饱和氮致峰 。 。 一 助 图 试 验样 品在 ， ℃ 渗氢饱和 后 ， 将 样 品 室 在 充 满 氢 气 的 状 态 下 迅 速 冷 却 到 一 ℃ 左 右 ， 再抽 真 空 至 ， 进行 升温 测 量 在 测 量 频 率 为 时 ， 在 一 一 一 ℃ 之 间有 明显氢致峰 出现 ， 峰温 一 ℃ 当温 度 升至低 于 ℃ 时 ， 再接 着进行 降温 测 量 ， 氢致 峰不 出现 ， 降温过 程 之后 再接着进行 升 温 测 量 ， 氢 致 峰 也 不 出 现 但 在 室 温 放 置 一 后 ， 升 温 测 量 时 ， 氢 致 峰 又 出现 了 ， 只 是 峰 高 比第 次 升 温 测 量 时 略微 低 些 从 气 氛 渗 氢 状 态 缓 慢 降 温 ， 降 温 速 率 约 ℃ ， 测 量 发 现 氢 致 峰 出 现 ， 峰 高 与 随 后 进 行 的 升 温 测 量 过 程 的 高度 相 当 图 是 复 合 样 品 在 氢 致 峰 附 近 连 续 升 、 降温 测 量 和 时效测 量 的 一 ’一 ℃ 图 。 卜 约 一 一 目 一 一 一 ℃ 图 复合样 品在氢致 内耗峰 附近连续升 、 降温测量 及时效测量 内耗 曲线 ， ℃ ， 渗氢后 升温 测量 ， 紧接 “ ” 后 降温测量 ， 紧接 “ ” 后 降温测量 ， ， ℃ ， 渗氢后 室温时效 后升温测量 讨论 非 晶态 硅 是 四 面 体配 位 的半 导体材 料 ， 其 中包 含有 共 价 键 原子 共 价 键具 有 方 向性 和 饱 和性 ， 这决定 了非 晶态硅 结 构方 面 的重要 特 性 长程 无序 ， 短 程有 序 ， 即 在 约 左右 的范围 内 ， 近邻或次近邻 的原 子 排列是 有序 的 配位数 、 原子 间距 、 键角 、 键 长等参数 ， 较 远 原子 键角 和 键 长可 能变 化 ， 形 成 无规则 网络 文献 【 从拓 扑 学 的角度提 出 了在 连续 无规则 网络模 型 的 正 当约束范 围 键角 畸变 “ 左 右 内可 能 的 种 缺 陷模 型 孤 立 悬 键模 型 、 双 空 位模型 、 含有 多个悬 键 的缺 陷模 型 有报道 北 京有 色金 属 总 院资料 ， ， 有 人 曾用多 种检 测技 术手段 直