快速热退火和氢等离子体处理对富硅氧化硅薄膜微结构与发光的影响

采用microRaman散射、傅里叶变换红外吸收谱和光致发光谱研究了快速热退火及氢等离子体处理对等离子体增强化学气相沉积法200℃衬底温度下生长的富硅氧化硅(SRSO)薄膜微结构和发光的影响.研究发现,在300—600℃范围内退火,SRSO薄膜中非晶硅和SiOx∶H两相之间的相分离程度随退火温度升高趋于减小;而在600—900℃范围内退火,其相分离程度随退火温度升高又趋于增大;同时发现SRSO薄膜发光先是随退火温度的升高显著加强,然后在退火温度达到和超过600℃后迅速减弱;发光峰位在300℃退火后蓝移,此后随退火温度升高逐渐红移.对不同温度退火后的薄膜进行氢等离子体处理,发光强度不同程度有所增强,发光峰位有所移动,但不同温度退火样品发光增强的幅度和峰位移动的趋势不同.分析认为退火能够引起薄膜中非晶硅颗粒尺度、颗粒表面结构状态以及氢的存在和分布等方面的变化.结果表明不仅颗粒的尺度大小,而且颗粒表面的结构状态都对非晶硅颗粒能带结构和光生载流子复合机理发挥重要影响 关键词： 富硅氧化硅 微结构 发光 快速热退火     

多孔硅发光机理的新探索

自从９０年代初次发现多孔硅发射可见光的现象以来，人们在其发光机理和可能的技术应用上作了许多工作，而发光机理则是开发实用器件的重要前提，该文在对当前研究动态作介绍之后，分析了一个涉及载流子在约束态和表面态之间转移的综合的多孔硅发光模型，并在研究固态接触的多孔硅发光二极管结构的瞬态特性之后，提出了载流子注入，约束和复合机理的定性假设。     

氧和铒共注入硅的卢瑟福背散射和发光研究

将铒和氧共注人硅中,卢瑟福背散射分析表明,退火后铒的分布剖面因共注入氧的剂量而异。在高氧剂量下,退火后铒保持退火前的剖面不变,样品再结晶良好。在中等氧剂量下,退火后铒的分布剖面出现双峰。认为退火过程中形成了铒—氧复合物。复合物的形成减缓了铒的偏析和扩散,影响了铒的削面再分布。铒和氧离子注入剂量的系列实验证实了氧在Er3+发光中有重要作用。     

利用离子激发发光研究ZnO离子注入和退火处理的缺陷变化

在北京师范大学GIC4117 2×1.7 MV串列加速器上,利用离子激发发光(ions beam induced luminescence,IBIL)技术研究了2 MeV H⁺注入ZnO的缺陷变化及473和800 K退火处理对缺陷的恢复作用.实验表明,在2 MeV H⁺的辐照下,晶体内部产生的点缺陷会快速移动、聚集成团簇,从而抑制发光.473 K退火后的受辐照ZnO晶体内仍存在着大量的缺陷和团簇,而这些缺陷和团簇作为非辐射中心抑制着ZnO晶体的发光.800 K的退火处理可以显著地分解辐照过程中形成的团簇,也可以帮助点缺陷回到晶格位置,从而减少晶体内部的不平衡缺陷,提高晶体的结晶度,使退火后的受辐照ZnO样品IBIL光强大幅度增强.     

氧化处理多孔硅的光致发光和发光衰减

用沸硫酸对多孔硅进行了处理,测量了它们的红外吸收光谱、光致发光光谱和发光衰减.对氢、氧的作用进行了讨论,发现氧的加入可使发光强度增加两个数量级,发光衰减变快.用三层发光模型对结果进行了讨论.     

纳米硅薄膜退火特性

对使用等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)法在不同淀积条件下制备的非晶硅(a-Si:H)、微晶硅(μc-Si:H)和纳米硅(nc-Si:H)薄膜在200—600℃温度范围进行常规退火研究。用共振核反应技术测量了样品中氢含量C_H值及退火对氢含量及其分布的影响。通过室温下对暗电导率的测量得到退火对nc-si:H薄膜电导率的影响,并与a-Si:H,μc-Si:H薄膜的退火行为作了比较。使用紫外/可见/近红外分光光度计对样品透射率进行了测量,分析计算得到了退火温度T_a与ac-Si:H薄膜光学带隙E_g~(o 关键词：     

多孔硅发光稳定性的改进

采用在热ＨＮＯ₃中对多孔度较低的多孔硅样品进行氧化的方法，我们获得了稳定性和均匀性都较好的多孔硅样品。这是一种不同于快速热氧化且更方便易行的方法。另外还用ＳＥＭ和ＦＴＩＲ对其特性进行了研究。 关键词：     

硅基发光材料研究进展

微电子技术是高技术中的关键技术，硅是微电子技术的基础材料，但是硅是一种非发光材料，为了发展光电集成技术，必须大力发展硅基发光材料，多孔硅是一种有希望的硅基发光材料，它表明纳米晶粒中的量子限制效应对光发射是极有效的，随之涌现出一系列量子限制硅基发光材料，为发展光电子集成提供了新的途径。     

氧化锌可见区发光机制

探究与缺陷相关的氧化可见区发光机制对获得高效激子发光和实现紫外激光有重要的意义，也是该领域研究的基本问题之一，本文用X射线衍射、X射线光电子能谱，电子顺磁共振和光致发光谱研究了ZnO:Mn纳米薄膜的结构和发光性质，证明了氧空位或缺陷分布于纳米晶表面，提出了可见发光中心是Vo^**和[Vo^*,electron]或[Vo^**,two electrons]复合体的发光模型。     

溅射气氛和退火方式对硅纳米晶的形成及发光特性的影响

利用磁控溅射技术溅射硅靶,通过调节溅射气氛在硅衬底上生长了SiO/SiO₂超晶格,热退火处理后超晶格中的SiO发生相分离得到硅纳米晶。通过比较不同退火方式对于硅纳米晶的形成的影响发现,管式炉退火处理的样品给出非常强的室温光致发光,其发光峰的峰位随着硅纳米晶尺寸的增大而红移,且管式炉退火比快速热退火更有利于硅纳米晶的形成。     

21世纪的光学和光电子讲座第二讲 硅基发光材料和器件研究

硅基发光材料和器件是实现光电子集成的关键。文章评述了目前取得较大进展的几种主要硅基发光材料和器件的研究,包括掺饵硅,多孔硅,纳米硅以及Ｓｉ／ＳｉＯ２等超晶格结构材料,展望了这些不同硅基发光材料作为发光器件和在光电集成中的发展前景。     

多孔硅发光峰温度行为的研究

实验研究了多孔硅（Ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ）光致发光峰随测量温度的变化,发现发光峰位随温度的移动与发光峰的能量有关。随温度升高,发光峰波长较长的样品它们的发光峰都移向高能,面发光峰能量较高的样品它们的发光峰都移向低能,发光峰波长位于７４０ｎｍ附近的样品,它们的发光峰与测量温度无关。对上术结果的起源作了讨论。     

多孔硅结构与发光机理的非线性光学研究

最近的研究中,采用1.06μm超短脉冲光激发,在多孔硅表面观察到了有效的红外多光子激发的荧光发射.研究表明,这是一个增强的三阶非线性光学过程.本文利用其三阶非线性特性对具有强可见光发射的多孔硅结构进行了研究,结果显示晶体硅的各向异性特征在多孔硅中几乎被保留;此外,较强的激光激发导致的红外上转换荧光信号衰减过程被归结为与多孔硅表面氢的脱附有关.     

发光多孔硅的表面氮钝化

报道对多孔硅在NH₃气中进行快速热处理的结果。红外吸收谱表明,经处理样品的表面由Si(NH)₂和Si₃N₄所覆盖,电子自旋共振谱指出,经处理的样品有相当低的悬挂键密度,光荧光谱表明,经适当条件处理的样品的发光强度与未作处理样品相比仅略有降低,而且在大气中存放三个月基本不变,这些结果表明,氮化物可以在多孔硅表面形成优良的钝化膜,这对多孔硅的实际应用及理论研究都有一定意义。     

低剂量磷离子注入快速退火硅中的缺陷研究

本文对低剂量磷离子注入硅经快速热退火后的缺陷特性进行研究。600℃退火就能基本激活注入离子。800℃以下退火样品中的缺陷主要是离子注入形成的辐射损伤缺陷。800℃以上退火样品中存在位错缺陷。位错的形成与离子注入引进的损伤和淬火过程中的热应力有关。1100℃退火样品中的缺陷浓度迅速增大,热应力在硅内部产生大量的滑移位错。 关键词：