a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格的掺杂效应

采用带有可转动掩板的沉积系统,合成出一类新的a-Si:H/掺杂a-SiN_x:H超晶格。样品中各子层厚度及a-SiN_x:H子层中N/Si比固定,仅改变掺杂浓度。结果发现:此类超晶格中的费密能级可以通过a-SiN_x:H层中的掺杂来控制,即a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格可以从n型转变为p型,依赖于a-SiN_x:H子层中B的掺杂比。然而,a-SiN_x:H子层中P的掺杂对a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格传输特性影响并不大。     

a-Si:H/a-SiNx:H超晶格薄膜的光学性质

本文介绍,当a-SiN_x:H层的厚度一定,a-Si:H层的厚度不同时,a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格薄膜的光吸收系数、光学禁带宽度以及折射率随之变化的规律。 关键词：     

用正电子湮没技术研究a-Si:H/a-SiNx:H多层膜中的界面缺陷

本文报道应用正电子湮没技术(PAT)对a-Si:H/a-SiN_x:H(x≈0.5)多层膜系列样品所进行的研究。发现,由于a-Si:H和a-SiN_x:H在结构方面的失配,导致在a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜中的界面区,产生大量缺陷。在a-Si:H子层中,紧靠界面的是应变层,厚度约为8?;在应变层之后是过渡层,厚度约为50?。在过渡层中存在大量缺陷,这就是所谓界面缺陷。 关键词：     

a-Si:H/a-SiNx:H超晶格中空间电势分布和光电导的理论计算

本文从a-Si:H体材料的缺陷态模型出发,考虑在a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格中由于空间电荷转移掺杂效应,以及界面不对称引起的a-Si:H阱层的能带下降和弯曲,严格求解空间电势分布和电荷分布,发现a-Si:H阱层中能带的下降值远大于由界面电荷不对称所引起的两端电势能差,且随转移到阱层中的电荷总量的变化非常敏感。空间电荷分布比较平缓,当不对称参数K=0.9时,空间电荷浓度的最大差值不到两倍。在此基础上,计算了超晶格中光电导的温度曲线,发现引起超晶格中暗电导和光电导相对于单层膜增大的主要原因是转移电荷量的多少,而界面电荷不对称的影响则小得多。计算中对带尾态采用Simmons-Taylor理论,考虑a-Si:H中悬挂键的相关性,并用巨正则分布讨论其在复合过程中的行为。 关键词：     

非晶态异质结构a-Si:H/a-SiNx:H和a-Si:H,a-SiNx:H薄膜的应力研究

实验发现在一定Si—H键浓度下,相对于平坦的硅衬底而言,在其上沉积的a-Si:H薄膜具有压缩应力,a-SiN_x:H薄膜具有伸张应力。当a-Si:H和a-SiN_x:H层厚度比近似于1:2时,硅衬底上生长的a-Si:H/a-SiN_x:H/c-Si样品,弯曲最小,并能保持很长时间。文中还给出了应力随退火变化的情况,并对实验结果进行了讨论。 关键词：     

不同含氮量的a-Si:H/a-SiNx:H超晶格界面性质的研究

通过电调制吸收、光热偏转谱、光致发光及红外吸收谱等实验技术,研究了不同含氮量的a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格的界面性质。由电调制吸收测试得出的界面电荷密度Q_s～10¹²cm^-2。Q_s比由光热偏转谱所获得的界面态密度N_i～10¹¹cm^-2大出约半个数量级。N_i,Q_s,及光致发光相对峰值 关键词：     

a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格中空间电势分布和光电导的理论计算

本文从a-Si:H体材料的缺陷态模型出发,考虑在a-Si:H/a-SiN:H超晶格中由于空间电荷转移掺杂效应,以及界面不对称引起的a-Si:H阱层的能带下降和弯曲,严格求解空间电势分布和电荷分布,发现a-Si:H阱层中能带的下降值远大于由界面电荷不对称所引起的两端电势能差,且随转移到阱层中的电荷总量的变化非常敏感。空间电荷分布比较平缓,当不对称参数K=0.9时,空间电荷浓度的最大差值不到两倍。在此基础上,计算了超晶格中光电导的温度曲线,发现引起超晶格中暗电导和光电导相对于单层膜增大的主要原因是转移电荷量的多少,而界面电荷不对称的影响则小得多。计算中对带尾态采用Simmons-Taylor理论,考虑a-Si:H中悬挂键的相关性,并用巨正则分布讨论其在复合过程中的行为。     

a-Si:H和a-SiNx:H薄膜中的缺陷以及载流子的非辐射复合

应用红外光谱仪、分光光度计、光声谱仪和正电子湮没寿命谱仪,从不同的角度,研究a-Si:H和a-SiN_x:H薄膜中的成分、缺陷以及光生载流子的非辐射复合。 关键词：     

a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格薄膜的光学性质

本文介绍,当a-SiN_x:H层的厚度一定,a-Si:H层的厚度不同时,a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格薄膜的光吸收系数、光学禁带宽度以及折射率随之变化的规律。     

a-Si:H/a-SiNx:H多层膜的皮秒时间分辨光致发光

用时间分辨激光光谱学方法研究了a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜光生载流子初始动力学过程,分析了非平衡载流子的热释和复合机制。实验还表明多层膜的发光衰减截止时间、迁移率边和带尾宽度随N含量呈非单调变化规律,转折发生在x=0.85附近,这很可能是由于不同N组份引起多层膜内电场和结构变化的结果。 关键词：     

Elastic properties of semiconductor a-Si:H/a-SiNx:H quasiperiodic and periodic superlattices

Surface Rayleigh acoustic waves and related elastic properties of quasiperiodic and periodic modulated a-Si:H/a-SiN_x:H superlattices have been studied by means of a light-scattering technique. Changes in the phase velocity of the surface Rayleigh acoustic waves as a function of sublayer (a-Si:H) thickness are interpreted using an effective medium model. Despite the existence of structural mismatch in the bond-length and coordination number and of structural disorder in the bond-angle for Si-N and Si-Si, no appreciable discrepancy between the measured results and the theoretical predictions has been found.     

Thermal annealing of a-Si:H/a-SiNx:H multilayers

The crystallinity of Si/SiN_x multilayers annealed by a rapid thermal process and furnace annealing is investigated by a Raman-scattering technique and transmission electron microscopy. It is found that the crystallization temperature varies from 900 °C to 1000 °C when the thickness of a-Si:H decreases from 4.0 nm to 2.0 nm. Raman measurements imply that the high crystallization temperature for the a-Si:H sublayers originates from the confinement modulated by the interfaces between a-Si:H and a-SiN_x:H. In addition to the annealing temperature, the thermal process also plays an important role in crystallization of a-Si sublayers. The a-Si:H sublayers thinner than 4.0 nm can not be crystallized by furnace annealing for 30 min, even when the annealing temperature is as high as 1000 °C. In contrast, rapid thermal annealing is advantageous for nucleation and crystallization. The origin of process-dependent crystallization in constrained a-Si:H is briefly discussed. Received: 11 April 2001 / Accepted: 20 June 2001 / Published online: 30 August 2001     

Microstructures of patterned nc-Si superlattices made by pulsed laser interference crystallization

We employed atomic force microscopy, cross-section transmission electron microscopy and high-resolution electron microscopy to investigate the microstructures and surface morphology of laser interference crystallized a-Si : H/a-SiN_x : H superlattices. The experimental results show that Si nanocrystallites (nc-Si) are formed within the initial a-Si : H sublayers and are patterned in certain regions with the same periodicity of 2.0 μ m as the phase-shifting mask grating. The size of nc-Si is limited by adjacent a-SiN _x: H sublayers due to the constrained crystallization effect so it is possible to use this crystallization method to get a three-dimensional ordered nc-Si array.     

Induced defects in a-Si:H/a-SiNx:H multilayers by use of EMT and PAT

The induced defects and their distribution in a-Si:H/a-SiN_x:H multilayers are determined using an electromagnetic technique (EMT) and positron annihilation technique (PAT). It is found that the distributions of the induced defects in the interface regions on both sides of the a-Si:H sublayer are asymmetric and related to the growth direction of the film; a large number of induced defects are found only in the interface region away from the substrate.     

尺寸可控的纳米硅的生长模型和实验验证

基于经典热力学理论，对a-SiN_x/a-Si:H/a-SiN_x三明治结构或a-Si:H/a-SiN_x多层膜结构中纳米硅成核，以及从球形到鼓形的生长过程进行了研究. 建立了限制性晶化理论模型：在纳米硅生长过程中，由于界面能增大将导致生长停止，给出限制性晶化条件——a-Si:H子层厚度小于34 nm. 在激光晶化和常规热退火两种方法形成的a-SiN_x/nc-Si/a-SiN_x三明治结构和nc-Si/a-SiN_x多层膜结构中验证了该理论模型. 关键词： 非晶硅 纳米硅 激光辐照 结晶     

用热激电导谱确定非晶态半导体能隙态密度的研究

本文用较完整的热激电导理论分析方法,处理非晶态半导体的热激电导谱,获得a-Si:H薄膜和a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格中能隙上半部缺陷态密度的分布。其结果与用Fritzsche的理论分析方法获得的态密度分布一致。进一步比较了两种处理方法的主要特点,讨论了它们的特征参量,最大热发射能级E_m与准费密能级E_q之间的关系。结果证明,a-Si:H热激电导的分析应用弱复合情况处理,热激载流子的再俘获不能忽略。表明Gu等人的理论分析进一步改进了对非晶态半导体热激电导谱的处理。 关键词：     

a-Si:H/a-SiCx:H超晶格的界面特性

报道等离子体化学汽相沉积法制备的ａ－Ｓｉ：Ｈ／ａ－ＳｉＣ：Ｈ超晶格的蓝移现象，用小角度Ｘ射线衍射确定超晶格的界面陡度。通过红外测量和常数光电流测量发现，超晶格界面附近存在较高浓度的Ｈ和较多的Ｓｉ－Ｃ键，界面Ｈ的热稳定性较差，界面缺陷态密度为１．２×１０^１１ｃｍ^-2。 关键词：