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氢化非晶硅（a-Si：H）薄膜具有光吸收率较高、电阻温度系数较大、与Si半导体IC工艺兼容等特点，在微测辐射热计、太阳能电池、医疗仪器等领域具有广泛的应用前景。然而，a-Si：H薄膜导电性及电学性能稳定性较差的问题至今没有得到根本解决。因而，当前及今后的研究重点主要围绕高品质、高稳定性a-Si：H薄膜制备技术及性能优化而开展。本文采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法制备磷（P）掺杂a-Si：H薄膜，借助多种现代分析测试方法，研究了基片温度、硅烷气体温度、N掺杂等对a-Si：H薄膜微结构、光学、电学等特性的影响；研究了电子束辐照过程中辐照剂量和入射电子初始能量对P重掺杂a-Si：H薄膜结构和性能的影响；对薄膜微结构和性能之间的关系进行了深入分析。本文取得的重要结论和创新性研究成果如下：（1）当硅烷（SiH4）气体温度从室温升高到160℃，P掺杂a-Si：H薄膜非晶网络结构的有序程度逐步得到改善，薄膜中未成对电子自旋密度降低，薄膜暗电导率得到大幅度提高。当SiH4气体温度为160℃时，薄膜中以SiH键为主，暗电导率提高了2个数量级。尽管此时薄膜的TCR绝对值减小了约1．6％／℃，但仍然可以达到|TCR |≈2．0％／℃，表明加热硅烷气体可以制备出质量较优的P掺杂a-Si：H薄膜。经130℃长时间保温后，加热SiH4气体制备a-Si：H薄膜的电阻变化率ΔR／R与不加热相比小许多，表明加热SiH4气体温度可使a-Si：H薄膜的电学稳定性得到改善。（2）通过喇曼（Raman）光谱技术对a-Si：H薄膜纵向有序性的差异进行了深入研究，发现从a-Si：H薄膜内部到表面，薄膜非晶网络的短程和中程有序程度逐步提高。热处理可使薄膜内部的非晶网络结构短程和中程有序程度得到提高，但只能使薄膜表面非晶网络的中程有序程度得到提高。（3）采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析技术，深入研究了a-Si：H薄膜中H的键合方式及其演变过程，并讨论了其与薄膜性能的关系。当薄膜中H含量cH＜16 at．％时，以SiH键为主；当cH＞16 at．％时，则以聚集H原子为主。随着聚集H原子的增加，薄膜非晶网络有序程度降低，暗电导率随之降低。由于二氢硅化物（SiH2）和多氢硅化物（SiHn）比单氢硅化物（SiH）更容易在热作用下分解，因而，以SiH键为主的a-Si：H薄膜的热稳定性比SiH2或（SiHn）键含量较多的薄膜的热稳定性好。（4）当N元素掺杂浓度较低时，P掺杂a-Si：H薄膜中Si-N键很少，薄膜结构和电学性能变化很小。继续提高N元素掺杂浓度，薄膜中H含量减少，薄膜表面颗粒尺寸变大，非晶网络有序性明显降低，光学带隙明显变宽，电学性能恶化。（5）采用椭圆偏振（Ellipsometry）技术深入研究了a-Si：H薄膜的微结构和光学性能。椭偏反射法与椭偏透射法测得a-Si：H薄膜的微结构和光学参数值相当，表明透射法也可用于准确测量a-Si：H薄膜的微结构和光学参数。（6）电子束辐照P重掺杂a-Si：H薄膜容易引起结构损伤和Si-H键断裂。然而，辐照引起的薄膜结构损伤和电学性能衰退最终趋于饱和，这是由于电子束辐照过程中存在退火作用。对辐照a-Si：H薄膜进行纵向分析后发现，薄膜表面电学性能衰退比内部更明显，且薄膜表面的短程和中程有序程度明显低于其内部，结构损伤和性能衰退主要集中在薄膜表面层。采用较低能量的入射电子进行辐照时，a-Si：H薄膜暗电导率衰退程度更大，非晶网络短程和中程有序程度更低。