SiO-,x-N-,y-和SiC-,x-N-,y-薄膜中氮流失的研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體納米晶成為很有潛力的未來(lái)的光電材料。硅氧氮和硅碳氮薄膜均是三元薄膜，它們可調(diào)節(jié)的成分范圍大且相組成復(fù)雜，在退火過(guò)程中硅氧氮和硅碳氮薄膜容易發(fā)生氮流失，生成硅單質(zhì)和碳化硅。這將成為一種新型的制備納米晶的方法。本文采用射頻磁控濺射的方法，通過(guò)改變靶材以及氬氣和氮?dú)獾牧髁勘戎苽淞艘幌盗胁煌煞值墓柩醯凸杼嫉∧?，并?duì)薄膜進(jìn)行了不同溫度的退火。研究了薄膜的成分(EDS)變化，并進(jìn)行了表面價(jià)態(tài)(XPS)，表面鍵(F

2、TIR)，微觀結(jié)構(gòu)(TEM)，發(fā)光性能(PL)分析。 ⑴氬氣和氮?dú)獾牧髁勘仁怯绊懕∧こ煞值淖钪匾獏?shù)。研究發(fā)現(xiàn)，只有該流量比處于最佳值8/2時(shí)，才會(huì)使硅氧氮薄膜的氧含量最低，氮含量最高，此時(shí)樣品的發(fā)光強(qiáng)度也最高。這是由Ar+和N-的不同濺射能力造成的。 ⑵靶材也是影響薄膜成分的重要參數(shù)。與氮化硅靶相比較，使用純硅靶濺射得到的硅氧氮薄膜中氧含量要低的多，這是由于二者的濺射速率不同所導(dǎo)致的。前者的濺射速率低，在緩慢沉積的過(guò)程

3、中必然會(huì)有較多的氧摻雜進(jìn)入薄膜中。 ⑶對(duì)硅氧氮薄膜進(jìn)行退火，溫度越高，氮流失程度越大，而保溫時(shí)間對(duì)氮流失程度的影響不大。在1000℃進(jìn)行退火時(shí)有硅懸鍵引起的可見(jiàn)光發(fā)射，但是進(jìn)行1100℃退火后由于摻雜的氧與硅懸鍵結(jié)合，充當(dāng)發(fā)光中心的缺陷減少，發(fā)光強(qiáng)度降低甚至消失。 ⑷在1000℃退火后硅碳氮薄膜中的氮基本完全流失，形成了高密度的SiC量子點(diǎn)并觀察到了紫外光和可見(jiàn)光。紫外光是由于缺陷導(dǎo)致的，可見(jiàn)光的發(fā)光原因與SiC納米晶的