硅中滑移多边化

弯曲形变硅单晶中之位错,在高温退火时,通过攀移与滑移而沿垂直于滑移面方向重新排列,形成多边化墙。此种多边化通常称为退火多边化,或称力热多边化。但也存在着另一种机制的多边化,通常称为滑移多边化或机械多边化。在铜、锌等晶体形变时,曾观察到滑移多边化。我们在研究硅的弯曲形变时,也发现了滑移多边化现象。     

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：     

氢等离子体气氛中退火多孔硅的表面和光荧光特性

用电化学腐蚀法制备了多孔硅(PS),在氢等离子体气氛中不同温度下对多孔硅样品进行了退火处理,并进行了光致发光(PL)谱和原子力显微镜(AFM)表面形貌的测量。不同退火温度给PS表面形态带来较大变化,也影响了其PL谱特性。在退火的样品中观察到的PL谱高效蓝光和紫光谱带,我们认为主要源于量子限制发光峰和非平衡载流子被带隙中浅杂质能级所俘获而引起的辐射复合所产生的。在420—450℃退火处理的多孔硅的PL谱上观察到了一个未见诸于报道的紫光新谱带(3．24eV,382nm),其发光机理有待于进一步研究。     

利用快速退火法从非晶硅薄膜中生长纳米硅晶粒

报道了一种从非晶硅薄膜中生长纳米硅晶粒的方法。含氢非晶硅薄膜经过快速热退火处理后，用拉曼散射和X射线衍射技术对样品进行分析。实验结果表明：纳米硅晶粒不但能在非晶硅薄膜中形成，而且所形成的纳米硅晶粒的大小随着热退火过程中升温快慢而变化。在升温过程中，若单位时间内温度变化量较大（－100℃/s），则所形成纳米硅粒较小（1．6－15nm）； 若单位时间内温度变化量较低（－1℃/s），则纳米硅粒较大（23－46nm）。根据晶体生长理论和计算机模拟，讨论了升温快慢与所形成的纳米硅颗粒大小的关系。     

直拉硅中氮在高温退火过程中对氧沉淀的影响

研究了掺氮直拉硅单晶（NCZ）中氮在高温退火过程中对氧沉淀的影响.通过不同温度高温退 火后，测量氧沉淀的生成量和观察硅片体内微缺陷（BMD）密度与高温形核时间的变化关系 ，同时用透射电子显微镜(TEM)观察氧沉淀及相关缺陷的微观结构.实验结果表明高温退火后 氮对硅中氧沉淀形核有明显的促进作用，在相同退火条件下NCZ硅中BMD密度要远远高于相应 的普通直拉硅.这是由于氮在高温下与氧反应形成氮氧复合体（N-V-O）促进了氧沉淀的形核 ，而且TEM的结果表明氧沉淀的形态都是平板状，周围存在应力场. 关键词： 直拉硅 掺氮 氧沉淀     

砷注入硅的激光退火和热退火特性

一、引言采用高功率的激光束辐照离子注入硅样品能够获得比热退火优越的电特性．利用离子束背散射分析技术,能够进行定量的非破坏性测量．一般说来,测量本身不会带来负效应[１］．本工作采用离子束背散射技术和电特性测量,对注有砷离子的硅样品的退火行为进行了比较和分析．发现用大剂量（１×１０１６／ｃｍ２）注入的样品在１０００℃下,经２０分钟退火后,能够获得一个接近于理想的突变结．而红宝石脉冲激光退火,无论从....     

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：     

用椭圆偏光法研究硅中砷离子注入的损伤和退火效应

我们用椭圆偏光法对As⁺离子注入Si的损伤和退火效应进行了测量。对As⁺注入能量为150keV、注入剂量为10¹⁶cm^-2的情况,测得的折射率分布呈现平台型,表明出现了非晶质层。在600—700℃间有一转变温度,高于此温度退火,可消除非晶质层。实验结果表明椭圆偏光法亦是测定辐射损伤的有用工具。 关键词：     

氢化非晶硅薄膜退火形成的纳米硅及其光致发光

本文报道对氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜在600～620℃温度下快速退火10s可以形成纳米晶硅(nc-Si),其Raman散射表明,在所形成的nc-Si在薄膜中的分布是随机的,直径在1.6～15nm范围内,并且在强激光辐照下观察了nc-Si在薄膜中的结晶和生长情况.经退火所形成的nc-Si可见光辐射较弱,不能检测到它们的光致发光(PL),但用氢氟酸腐蚀钝化后则可检测到较强的红PL,并且钝化后的nc-Si在空气中暴露一定的时间后,其辐射光波长产生了蓝移.文中就表面钝化和量子限制对可见光辐射的重要性作了讨论.     

退火对微构造黑硅光致发光瞬态性质的影响

研究了热退火对飞秒激光脉冲在空气中微构造的黑硅材料的光致发光(PL)时间分辨光谱和发光强度衰减性质的影响,分析了退火后黑硅材料内光生载流子的运动和缺陷的性质。通过应用双指数函数拟合PL的强度衰减曲线,得到退火导致黑硅材料光谱变化的可能机理。采用热扩散理论说明退火造成氧缺陷的增加和非平衡载流子辐射复合率的增大,导致退火黑硅的PL强度随着退火温度的升高而增大。退火后时间常数增大且慢衰减过程比重增大,说明退火消除并修复了微构造表面及内部的一些缺陷,增加表面束缚态,减小非辐射复合中心的密度,从而增大了辐射复合所占的比重,导致退火黑硅的PL谱强度增大。黑硅发光的最佳退火条件是800℃真空退火30 min。     

水蒸气退火多孔硅发光性能的正电子谱学研究

使用正电子湮没寿命谱和正电子寿命-动量关联谱对水蒸气和真空条件下退火的多孔硅样品的微观缺陷结构进行表征,结合发射光谱测量结果,对影响多孔硅发光性能的因素进行了讨论.实验结果表明,水蒸气退火后样品孔壁表面的悬挂键减少,并出现新的E′γ和EX类缺陷.水蒸气退火后样品中两种缺陷数量发生变化是导致多孔硅样品发光增强的直接原因;真空退火未使样品中发光相关缺陷发生变化,样品的发光性能没有显著改变.     

室温下掺Er富硅氧化硅和掺Er富硅氮化硅的光致发光及其退火

用磁控溅射淀积掺Er氧化硅、掺Er富硅氧化硅、掺Er氮化硅和掺Er富硅氮化硅薄膜,室温下测量这四种薄膜的光致发光（PL）谱,观察到这四种薄膜都具有1.54μm的峰位,其强度与薄膜的退火温度有关。为了确定1.54μmPL的最佳退火温度,这些薄膜都分别在600,700,800,900,1000,1100℃的温度下同时退火,发现两种富硅薄膜的最佳退火温度是800℃,不富硅的两种薄膜的最佳退火温度是900℃。样品的1.54μmPL最强,且800℃退火的掺Er富硅氧化硅薄膜的1.54μm峰强度是最强的,比不富硅的强了约20倍,还观察到这四种薄膜都具有1.38μm的PL带,且掺Er富硅氧化硅和掺Er富硅氮化硅这两种薄膜的PL在强度上1.38μm峰与1.54μm峰有一定的关系。     

退火氧化生成的硅锗低维结构的光致发光性质

用激光辐照辅助电化学刻蚀的方法加工硅锗薄膜样品,30min后,在样品表面形成了多孔状的结构,该结构在724nm处有很强的光致发光(PL)峰。将该多孔状结构的样品置于高温氧化炉中进行不同时间的退火氧化处理后,发现在不同的退火氧化条件下样品的PL光谱发生了明显的变化。通过分析,作者根据量子受限(QC)和量子限制-发光中心(QCLC)模型,建立了新的量子受限-晶体与氧化物界面态综合模型来解释样品PL发光的变化。     

硅中位错运动速度

本文用化学侵蚀法显示了硅晶体印压产生的位错。测量了在不同温度、不同切应力下“花结”上刃型(或60°)位错的运动速度。设位错运动是热激活的,激活能为～2.94eV.比较了900℃下刃型(或60°)位错及螺型位错的速度,后者较小。在不同样品上进行速度的测定,说明原生位错对形变位错运动有阻碍作用。观察到原生位错和晶界位错在外加力作用下的增殖,对位错在增殖中的速度进行了测量。讨论了本工作所用的实验方法,并分析了影响速度测量值的某些因素。     

重掺硼快速退火分子束外廷硅的X射线衍射研究

利用Ｘ射线双晶衍射，测量了经过８００－１１００℃快速退火处理的重掺硼的分子束处延硅中的应用情况，发现应变部分驰豫，并得出延层与衬底硅的晶格失配与替位硼浓度成正比，比例系数β为５．１，在此测量基础上，提出硼团簇的形成与分解是外延层格质量电学性质变化的主要原因。     

退火工艺对含硅量子点SiC_x薄膜光谱特性的影响

采用磁控共溅射法并结合微波退火和快速光热退火工艺,在不同退火温度下制备了含硅量子点的富硅SiC_x薄膜。采用掠入射X射线衍射(GIXRD)、拉曼光谱和光致发光(PL)光谱技术对薄膜进行了表征,研究了退火工艺对薄膜中硅量子点数量、尺寸、晶化率以及发光峰的影响。结果表明:与快速光热退火相比,微波退火不但能降低硅量子点的形成温度(降低200℃),而且还能降低β-SiC量子点的形成温度(降低100℃);在相同退火温度下,微波退火制备的硅量子点的数量更多、晶化率更高、光致发光峰更强;采用1000℃温度的微波退火样品的硅量子点数量最多、尺寸最大(5.26nm)、晶化率最高(74.25%)、发光峰最强,说明微波退火能凝析出高质量的硅量子点。     

退火温度对富硅氮化硅薄膜发光特性和结构的影响

采用直流等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在(100)单晶硅片表面生长富硅氮化硅薄膜,研究了不同的退火温度对氮化硅薄膜发光性质和结构的影响。研究发现,随着退火温度的升高,氮化硅薄膜的发光强度逐渐减弱,发光是由缺陷能级引起的,在900 ℃时荧光基本消失。XPS测试表明,在N₂氛围900 ℃下退火,氮化硅薄膜中未有硅相析出,故未表现出硅量子点的发光。FTIR测试也为PL结论提供了一定的证据。     

钛-硅系快速热退火固相反应机制的研究

钛膜在10^-7Torr真空中用电子束蒸发沉积在硅单晶片上,以快速热退火方式进行团相反应。转靶X射线衍射分析发现,540—600℃退火后,有两个亚稳相Ti₅Si₄的衍射峰。延长退火时间,第一成核相Ti₅Si₄可持续存在到钛被消耗完,随即转变成稳定相TiSi₂。退火温度高于640℃,形成稳定相TiSi₂。薄层电阻和喇曼散射的测量研究结果表明,与X射线衍射有很好的对应。207和244cm^-1波数处的两个喇曼峰为TiSi₂的特征喇曼峰,而270,297和341cm^-1的三个喇曼峰似乎是由Ti₅Si₄引起。 关键词：