·506· 北京科技大学学报 1997年第5期 GDa-Si:H薄膜的内耗值Q为"： 2'=A·(g1-Q) 其中，Q1和Q,分别为实验测得的复合样品和不锈钢衬底的内耗；A为量纲为1的常数. A=3(1/0[(1-v,)·E]/[(1-y)·E] 式中，d为不锈钢衬底厚度，1为薄膜厚度，E,和E分别为不锈钢衬底和薄膜的杨氏模量，”， 和v,分别为不锈钢衬底和薄膜的泊松比.目前还缺乏GDa-Si:H膜的杨氏模量和泊松比的 实验数据.借用晶体硅及离子注入a-Si层的参数估算出A=38.5. 2实验结果 首先测量了不锈钢衬底在与复合样品同样的渗氢条件下渗氢后的内耗，实验表明，内耗 值基本不变，可排除不锈钢衬底对复合样品测量的影响， 复合样品的内耗测量表明，对每片复合样品进行渗氢处理后，其内耗曲线在数10Hz, -60~一40℃区间均有一个尖锐的内耗峰，峰的半高宽约11~13℃，而内耗背景则基本不变. 2.1渗氢时间与内耗峰高、峰温的关系 图2是试验所用样品的1组内耗实验曲线.由图可见在100℃气氛渗氢，其他条件依次为 (14kPa,2h),(14kPa,8h),(20kPa,34h),测量频率为55H业时，在-30~-60℃区间均有明显 内耗峰.峰很窄，半高宽约13℃；随 0.05 渗氢时间增加，内耗峰长高，说明此 0 0.04 峰是由渗人样品的氢所致；在内耗峰 变高的同时，峰温向低温方向移动， 0.0 2.2内耗峰的饱和 实验中发现，在一定压力及一定 0.0 温度下，进行足够长时间渗氢后，氢 0.0 致内耗峰的峰高不再变化；继续渗 3.8 4.0 4.24.44.6 4.85.0 氢，峰高、峰温基本保持不变，说明样 (1000//K-1 品中溶解的氢已达到饱和.氢致内耗 图2a-S:H薄膜经过不同渗氢时间渗氢后的升温内耗曲线 峰的饱和峰高与渗氢压力、测量频率有关.表】是90~100℃渗氢下饱和氢致峰的实验数 据，对这些数据进行回归处理，得到数据关联式： h=0.07754fp19 其中，h为内耗峰高，p为氢气氛压力(kPa),f为测量频率(Hz). 2.3变频测量 本实验做了复合样品在40kP,100℃渗氢条件下达到饱和状态后的变频内耗测量.在 47.5Hz,60.0Hz,74.0Hz及103.5Hz测量时，发现确有测量频率增加，内耗峰峰温T,向高温 侧移动的现象，测量结果具有重现性.图3是实验数据的ln(1/w)一1000/T,图，实验点落北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 薄膜 的 内耗值 为 ’ · 一 ’ 一 ’ 其 中 ， 一 ’ 和 ’ 分别 为实验测得 的复合样 品和 不 锈钢 衬底 的 内耗 为量 纲 为 的常数 一 一 。 · 一 · 式 中 ， 为 不 锈 钢 衬底 厚 度 ， 为薄膜 厚 度 ， 、 和 乓 分 别 为不 锈 钢 衬 底 和 薄膜 的杨 氏模 量 ， 和 、 分 别 为不 锈 钢 衬底 和 薄膜 的泊松 比 目前 还 缺 乏 一 膜 的杨 氏模 量 和 泊 松 比 的 实验 数据 借用 晶体硅 及 离子 注人 一 层 的参数估算 出 二 实验结果 首 先 测 量 了不 锈钢衬底在 与复 合样 品 同样 的渗氢条件下 渗氢后 的 内耗 实验 表 明 ， 内耗 值基本不 变 ， 可排 除不 锈钢 衬底 对复合样 品测量 的影 响 复 合样 品 的 内耗 测 量 表 明 ， 对每 片 复 合 样 品 进 行 渗氢 处理 后 ， 其 内耗 曲线 在 数 比 ， 一 一 一 ℃ 区 间均有 一个尖锐 的 内耗峰 ， 峰 的半 高宽约 一 ℃ ， 而 内耗背景则 基本不 变 渗氢 时 间与内耗峰高 、 峰温的关 系 图 是 试 验 所 用 样 品 的 组 内耗 实验 曲线 由图可 见在 ℃ 气氛 渗氢 ， 其他 条件依次为 ， ， ， ， ， ， 测 量频 率为 时 ， 在 一 一 ℃ 区 间均有 明显 ‘ ‘门‘﹄闷 口 … 内耗 峰 峰 很 窄 ︺ ， 半 高 宽 约 ℃ 随 渗氢 时 间 增 加 ， 内耗 峰 长 高 ， 说 明 此 峰是 由渗人样 品 的氢所 致 在 内耗峰 变 高 的 同 时 ， 峰 温 向低 温 方 向移 动 内耗峰的饱和 实验 中发现 ， 在 一定 压 力及 一 定 温 度 下 ， 进 行 足 够 长 时 间 渗氢 后 ， 氢 致 内耗 峰 的 峰 高 不 再 变 化 继 续 渗 氢 ， 峰高 、 峰温 基 本保持不 变 ， 说 明样 品 中溶解 的氢 已 达 到饱 和 氢致 内耗 公 。 ， 仪 八 刀 ‘ 一 ‘ 图 一 薄膜经过不 同渗氮 时间渗氢后 的升温 内耗 曲线 峰 的 饱 和 峰 高 与 渗 氢 压 力 、 测 量 频 率 有 关 表 是 一 ℃ 渗 氢 下 饱 和 氢 致 峰 的 实 验 数 据 ， 对这些 数据进行 回 归处理 ， 得 到数据 关联式 · 一 ” 加 ’ ” 其 中 ， 为 内耗 峰高 ， 为氢气氛压 力 ， 为测量 频率 比 变频测 量 本 实验做 了 复合 样 品 在 ， ℃ 渗氢条 件 下 达 到 饱 和 状 态后 的变 频 内耗 测 量 在 比 ， 比 ， 比 及 测 量 时 ， 发现 确有 测 量 频率增 加 ， 内耗 峰峰温 不向高温 侧 移 动 的现 象 ， 测 量 结 果 具 有 重 现性 图 是 实 验 数 据 的 。 。 一 兀图 ， 实验 点落