a-Si:H和a-SiN_x: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。     

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：     

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：     

非晶态异质结构a-Si:H/a-SiN_x:H和a-Si:H,a-SiN_x: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。     

a-Si:H/a-SiN_x: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。     

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。 关键词：     

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：     

a-Si:H结的横向光生伏特效应

本文通过理论分析研究了a-Si:H结中横向光生伏特效应的定态与瞬态特性。所得结果表明理论与实验非常符合。值得注意的是,按理论关系应用常规不掺杂a-Si:H特性值估算的两个重要参数(样品中的薄层电阻1/σ_s和传输时间T_m)均比由实验得出的值大得多。基于合理的分析。我们认为在a-Si:H层中平行于结输运的电子可能具有异乎寻常高的载流子迁移率。 关键词：     

反应溅射a-Si:H/a-Ge:H超晶格的热稳定性

通过红外透射谱和X射线衍射谱研究a-si:H/a-Ge:H超晶格的热稳定性,发现当周期厚度较小时,超晶格的晶化温度比体膜a-Ge:H的大,对实验结果作初步讨论。 关键词：     

激光法制备纳米a-SixNy:H的光谱及键结构研究

用红外吸收光谱和喇曼光谱对激光法制备的纳米a-Si_xN_y:H粉末及其加压成形块体的键结构进行研究,发现在a-Si_xN_y:H中存在着Si-N,Si-Si,Si-H,N-H,Si-O-Si及OH基团,讨论了块体及其退火后光谱畸变和键结构变化。 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：     

溅射a-GeNx和a-GeNx:H薄膜的制备及光电特性的研究

本文报道了应用射频反应溅射法制备a-GeN_x和a-GeN_x:H薄膜的工艺条件及其基本的光电特性,并报道了它的IR和Raman特性,讨论了掺氮对a-GeN_x:H膜带尾态ΔE,IR谱及Raman谱的影响。 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：     

CO2 laser CVD of a-Si:H: in situ gas analysis and model calculations

4 and disilane Si₂H₆ induced by continuous wave CO₂ laser irradiation has been investigated under the conditions of chemical vapor deposition (CVD) of amorphous hydrogenated silicon a-Si:H. At the very position of depositing the thin film the stationary chemical composition of the processing gas is probed in situ by an effusive molecular beam which passes through a differential pumping stage into a quadrupole mass spectrometer (QMS). With SiH₄ as educt and SF₆ as a sensitizer, SiH₄ and Si₂H₆ are found in the processing gas while Si₃H₈ or higher silanes are lacking. Si₂H₆ and SF₆ lead to SiH₄, Si₂H₆, and Si₃H₈, but higher silanes are missing. The experimentally determined composition of the processing gas is semi-quantitatively reproduced by model calculations based on the assumption of stationary local equilibrium conditions and applying thermodynamic and spectroscopic data (molecular statistics). The mass balance of the processing gas entering and leaving the CVD chamber states an atomic ratio Si:H of 1:2 for the gas phase species forming the solid deposit on the reactor walls. This finding together with theoretical considerations indicates the intermediate Si₂H₄ to be the dominating gas phase species forming the a-Si:H thin films. Received: 17 July 1998/Accepted: 20 July 1998     

类金刚石a-C:H膜的热释氢和红外吸收研究

本文利用热释氢和红外吸收研究了H在非晶态碳(a-C:H)膜中的含量和组态。实验结果表明,随着样品制备时衬底温度的增大:1)H在a-C:H膜中的组态从两相结构过渡为单相结构;2)H在a-C:H膜中的含量单调减少;3)a-C:H膜中sP³/sP²键合比例单调增大。 关键词：     

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