多晶硅薄膜丨影响表面性质的各种因素
生长多晶硅薄膜的方法有很多，按照制备过程可分为两类，即直接制备方法和间接制备方法。直接制备法是在衬底上直接沉积多品硅薄膜，例如液相生长法，化学气相沉积法，等离子体化学气相沉积法，液相外延法等;间接制备法是先在衬底上制备非晶态的薄膜材料，再固相品化为多品硅薄膜。
影响多晶硅薄膜表面性质的原因
沉积温度对多晶硅薄膜表面性质的影响
由热力学原理可知，反应物分子到达衬底硅片表面后，会发生相互碰撞并在硅片表面形核。随沉积温度升高，形成稳定晶核所需的临界晶核半径将变大，即需要比较多的原子使临界晶核稳定，形成后的晶粒就比较大。另外，硅原子需要克服一定的势垒来进行连续生长，沉积温度较高时，原子的迁移率会变大，动能增加，晶粒的界面能会降低，促使晶粒之间通过扩散相结合，薄膜易于生长为尺寸更大的岛状结构。
沉积时间对多晶硅薄膜表面性质的影响
沉积时间对晶粒的形核和生长有很大的影响。沉积时间较少时，晶粒大小不一，随沉积时间增加，晶粒尺寸增大。晶粒的长大可以认为是一些原子通过晶粒间界的自扩散所形成的，因为界面能的作用，晶粒的间界更倾向于使其面积变的最小。随沉积时间的增加，晶粒之间有足够的时间进行迁移而使得晶粒尺寸变大。
退火温度对多晶硅薄膜表面性质的影响
退火后表面晶粒尺寸增加很大，这是因为退火使原子得到更多的自由能，促进原子进行迁移，使原子之间发生团聚，晶粒发生再结晶。不同退火温度下表面粗糙度的变化可能是因为退火温度升高后晶粒的进一步生长使晶粒之间的界面减少，部分晶粒之间的差异性降低造成的。
影响多晶硅薄膜的厚度均匀性的原因
沉积温度对多晶硅薄膜厚度均匀性的影响
随温度的升高，膜的度均匀性降低。产生这种现象的原因可能是由于中心和边缘位置气流量的差异，反应物分子优先到达硅片边缘并形核，温度较高时，薄膜的生长速率显著加快。因此，边缘相对中心生长的差异性更明显。
反应压力对多晶硅薄膜厚度均匀性的影响
随压力的增大，薄膜的厚度均匀性略有降低。产生这种现象的原因可能是由于中心和边缘位置气流量的差异，反应物分子优先到达硅片边缘并形核，由于压力增大，薄膜的生长速率也增大，因此，边缘相对中心的生长情况表现出一定的差异性，但因压力对薄膜生长速率的影响相对温度来说要小很多，因此差异性也较小。
硅烷流量对多晶硅薄膜厚度均匀性的影响
多晶硅薄膜的厚度均匀性基本不随硅烷流量变化而变化。说明随流量的增加，到达硅片中心和边缘区域的反应物分子情况基本相同。
1、随沉积温度升高，薄膜的生长速率变大，基本呈线性变化，生长速率对温度的变化非常的敏感。
2、在 SiH4流量和反应压力较小的情况下，随硅烷流量和反应压力的增加，薄膜的生长速率增加较快，基本呈线性变化，当SiH4流量和反应压力继续增加，生长速率变化增量减小。这两者相对沉积温度而言，对薄膜生长速率的影响要小很多。
3、薄膜的生长速率基本不随沉积时间的增加而变化。薄膜生长的可重复性很好，可以为生长可控厚度的薄膜提供依据。
4、当沉积温度为 630 ℃，反应压力为 0.25 torr，流量为360sccm 时为较为理想的沉积条件，沉积薄膜的均匀性和表面性质均较好。
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