Vol.19 No.5 吴平：氢化非晶态硅薄膜的渗氢内耗实验研究 ·509· 现为氢致内耗峰达到最大值后迅速下降从而导致氢致内耗峰较窄，在室温以下这个转变过程 便可完成.因此当升温过程达到10℃左右开始降温测量以及随后的升温测量时，溶解的氢都 以D态存在，对氢致内耗峰无贡献，而使氢致内耗峰不出现.在室温以上的温度放置足够长的 时间后，D状态绝大部分又转变为P态，并留有残余的D态，这样经迅速降温后再升温测量， 氢致内耗峰又出现了，并比时效前略低， 当样品从气氛渗氢状态缓慢降温（从100℃降至-140℃约4h),虽然样品有一段时间处 于低于室温并高于氢致内耗峰峰温的温度区间，由于P态进行导致氢致内耗峰的运动未达到 一定规模，不满足P→D转变的第1个条件，P态没有可观的部分转变为D态；当P态的导致氢 致内耗峰的运动达到一定规模时（如达到氢致内耗峰最大值处），因是降温过程，温度又低于 氢致内耗蜂峰温，不满足P→D的第2个条件，温度下降抑制了P态向D态的转变；这样降温 过程结束后，溶解的氢仍以P态存在，在随后的升温测量中，氢致内耗峰会又出现，且峰的高 度基本不变；当温度超过氢致内耗峰峰温时，P态才向D态转变 氢致内耗峰的性质，P态和D态的实质，P态如何运动产生氢致内耗峰，饱和峰高与测量 频率、渗氢压力的关系等问题还有待于进一步的研究，解决这些问题不仅需要更多的内耗实 验数据，还需要与其他实验方法手段结合起来， 4结论 对GDa-Si:H薄膜进行气氛渗氢，在47.5Hz测量频，-60~-40℃温度范围，发现一氢 致内耗峰，其激活能为0.30εV,弛豫时间因子为3.79×10ˉ9s;随测量频率升高，内耗峰温向 高温侧移动，但内耗峰的宽度仅为单个Debye峰宽的1/4~310. 参考文献 1 Berry B S.Pritchet W C.Defect Studies of the Layers by the Vibrating Reed Techique.J de Physique,1981,42:c5 2 Bordsky M H.非晶态半导体.朱琼瑞译.北京：国防工业出版社，1985 3吴平，杨国平.GDa-Si:H薄膜的内耗及结构缺陷.唐山工程技术学院学报，1993,15(4)：77 Experimental Study of Internal Friction of a-Si:H Films Charged with Hydrogen Wu Ping Applied Science School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The internal friction of GD a-Si:H films charged with hydrogen in hydrogen atmosphere were measured by reed vibrating method.As a result,hydrogen related peak appears at 47.5Hz and -46C with activation energy (0.30+0.05)ev and relaxation time 3.52 x 10s.Further research is needed to make the nature clear. KEY WORDS internal friction,amorphous silicon,hydrogen related peak仓 昊平 氢化非 晶态硅薄膜 的渗氢 内耗实验研究 现 为氢致 内耗 峰达到 最 大值后 迅 速下 降从而 导致 氢致 内耗 峰较 窄 ， 在 室 温 以 下 这 个转变过 程 便 可 完成 因此 当升 温 过程 达到 ℃ 左右 开 始 降温 测 量 以 及 随后 的 升温 测 量 时 ， 溶 解 的氢都 以 态存在 ， 对氢致 内耗峰无贡 献 ， 而使氢致 内耗 峰不 出现 在 室 温 以 上 的温度 放置足够 长 的 时 间后 ， 状 态绝 大部分 又 转 变 为 态 ， 并 留有 残余的 态 ， 这样 经迅 速 降温后 再 升温 测量 ， 氢致 内耗峰又 出现 了 ， 并 比时效前 略低 当样 品从气氛渗氢状态缓慢 降温 从 ℃ 降至 一 ℃ 约 ， 虽 然样 品有 一段 时间处 于低 于 室 温并 高于 氢致 内耗峰峰温 的温度 区 间 ， 由于 态进行 导致 氢致 内耗 峰 的运 动未 达到 一定规模 ， 不 满足 、 转变 的第 个条件 ， 态没有 可观 的部分转变 为 态 当 态 的 导致 氢 致 内耗 峰 的运 动 达 到 一定规模 时 如达到 氢致 内耗 峰最 大值处 ， 因是 降温 过 程 ， 温 度 又 低 于 氢致 内耗 峰峰温 ， 不 满足 一 的第 个条件 ， 温度 下 降抑制 了 态 向 态 的转变 这 样 降温 过 程 结束 后 ， 溶解 的氢仍 以 态存 在 ， 在 随后 的 升温 测 量 中 ， 氢致 内耗 峰 会又 出现 ， 且 峰 的高 度 基 本不 变 当温度超 过 氢致 内耗峰峰温 时 ， 态才 向 态转变 氢致 内耗 峰 的性 质 ， 态 和 态 的实质 ， 态如何运 动 产生 氢致 内耗峰 ， 饱和 峰高与测 量 频率 、 渗氢 压 力 的 关 系等 问题还 有待于 进 一步 的研究 解 决这些 问题 不 仅需 要 更 多 的 内耗 实 验数据 ， 还需 要 与其他 实验方法 手段结合起来 结论 对 薄膜 进 行 气氛渗氢 ， 在 比 测 量 频 ， 一 一 一 ℃ 温 度 范围 ， 发 现 一 氢 致 内耗 峰 ， 其激 活能 为 ， 弛豫 时 间 因子 为 ’ 随测 量 频 率 升高 ， 内耗 峰温 向 高温 侧移 动 ， 但 内耗峰的宽度仅为单个 氏 峰宽的 一 参 考 文 献 卿 块 拓 抑 ， ， 非晶态半 导体 朱琼瑞译 北京 国 防工 业 出版社 ， 吴 平 ， 杨 国平 一 薄膜 的 内耗及结构缺陷 唐 山工程技术学 院学报 ， ， 一 环公 尸 刀 ， ， ， 一 ， 比 一 电 士 一 ，