a—SiNx：H薄膜退火前后微结构的Raman谱研究

采用微区Ｒａｍａｎ谱，并结合红外透射测量研究了等离子体增强化学气相沉积方法制备的不同氮含量的ａ－ＳｉＮｘ：Ｈ样品退火前后ＴＯ模及ＴＡ模与样品微结构的关系。结果表明，氮的引入主要影响了第二近邻以外的中等程序的有序度，因而随Ｎ含量增加，ＴＡ模相对于ＴＯ模的强度增加且频率有较大的蓝移，ＴＯ模的频率及半高宽则变化较小。Ｎ的引入使得样品在７５０℃退火时不能结晶。退火引起大量Ｈ的逸出，使得样品的缺陷态度大大增     

低碳含量a-Si_(1-x)C_x∶H薄膜的Raman和荧光特性

采用Raman和荧光测量研究了低碳含量a Si1-xCx∶H(x≤ 2 0 % (原子比 ) )薄膜的结构特征 ,并选用两种不同波长的激光来激发这些材料。采用 6 47.1nm光激发时 ,由于激发光能量接近于各样品的光学带隙 ,因而在样品中具有较大的透射深度 ,而 488 0nm光激发时则被样品表面强烈吸收。探测深度的变化造成了Raman谱和荧光谱有较大的差异 ,这些结果一方面表明样品的表面存在一层高浓度的缺陷层 ,同时也证明样品体内存在着带隙的空间起伏 ,这两种空间的不均性造成了高能激发时Raman谱的TO模频率和半高宽比低能激发时有大的红移和展宽 ,而荧光峰和半高宽则有小的蓝移和展宽。以上结果表明在a Si1-xCx∶H样品中 ,Raman与荧光测量结果受激发波长的影响比较明显     

高温退火前后低碳含量a-SiC_x∶H薄膜结构和荧光特性的研究

采用Raman光谱 ,结合光致发光和X射线衍射测量对富硅a SiCx∶H薄膜的结构及荧光特性进行了详细研究。结果表明 ,刚制备的样品中由于硅和碳原子的电负性和原子尺寸的差异 ,出现了化学集团效应 ,即样品基本保持了a Si∶H中的网络结构 ,只有少量的Si—C键存在 ,碳主要以CHn 的形式与SiHn 和Si—C键一起作为硅团簇的边界。样品表现出较强的室温荧光 ,发光主要来自CHn,SiHn 和Si—C键边界区域对硅团簇中载流子的限制作用。样品在 12 5 0℃氮气中退火 1h后 ,不但有平均尺寸为 2 4 8nm的硅晶粒析出 ,还有少量的SiC晶粒析出 ,退火后样品的荧光峰较退火前有大的蓝移 ,且半高宽变窄 ,这与析出的SiC晶粒有关。     

低碳含量a—Si1—xCx：H薄膜的Raman和荧光特性

采用Raman和荧光测量研究了低碳含量a-Si1-xCx:H(x≤20％（原子比）薄膜的结构特征，并选用两种同不波长的激光来激发这些材料，采用647．1nm光激发时，由于激发光能量接近于各样品的光学带隙，因而在样品中具有较大的透射深度，而488．0nm光激发时则被样品表面强烈吸刷，探测深度的变化造成了Raman谱和荧光有较大的差异，这些结果一方面表明样品的表面存在一层高深度的缺陷层，同时也证明样品体内存在着带隙的空间起伏，这两种空间的不均性成了高能激发时Raman谱的TO模频率和半主比低能激发时有大的红移和展宽，而荧光峰和半高宽则有小的蓝移和展宽，以上结果表明在a-Si1-xCx:H样品中，Raman荧光测量结果受激发波长的影响比较明显。     

a-SiNx∶H薄膜的室温光致发光

研究了a SiNx∶H薄膜中不同氮含量样品的室温光致发光。当x≥ 0 .5时 ,在室温下观察到了较强的室温荧光 ,而且随氮含量增加 ,发光峰能量与强度不断增加。首次发现在富硅 (x≤ 1.3)样品中存在两种荧光机制 ,其临界值位于x =0 .8。当x≤ 0 .8时 ,样品表现为与a Si∶H类似的荧光特性及温度特性 ;当x >0 .8时 ,荧光强度和峰位均有大的增加 ,归一化后的低温和室温的荧光谱几乎完全重合。最后 ,采用量子限制模型并结合渗流理论解释了实验现象。     

不同含氮量的a-SiN_x∶H的红外吸收及释氢谱

用红外及氢释放谱研究了由高频辉光放电分解不同配比的 SiH_4+NH_3+H_2混合气体而制备的a-SiN_x∶H 薄膜。结果发现:随着 N/Si 增加,膜的结构由类 a-Si∶H 形式逐渐过渡到类 a-SiN_(1.33)∶H 形式。当 N/Si<0.56,膜的结构以 a-Si∶H 相为主,当 N/Si>0.73时,a-SiN_(1.33)∶H 相起支配作用。在0.56相似文献   

a-Si∶H/Al/a-Si∶H三层复合膜的低温晶化研究

采用真空热蒸发与PECVD方法 ,在特殊设计的“单反应室双沉积法”薄膜沉积设备中沉积a Si∶H/Al/a Si∶H三层复合薄膜 ,并利用XRD ,XPS及SEM等方法对薄膜在不同温度退火后的晶化行为进行了研究。结果表明 ,随着热处理过程的进行 ,金属Al逐步向表面扩散 ,在金属Al锈导下a Si∶H层出现晶化的温度不高于 2 5 0℃。在Al层厚度低于 2 2nm时 ,a Si∶H向晶态硅转变的量随着Al层厚度的增加而增加 ,而当Al层厚度大于 2 2nm后 ,a Si∶H向晶态硅转变的量与Al层厚度无关     

两种不同气源制备的高氢含量aSi_(1-x)C_x∶H薄膜的微结构及其热稳定性研究

通过电子自旋共振实验、红外光谱和透射 反射谱等手段 ,系统地研究了CH4 SiH4和C2 H2 SiH4两种不同气源制备的具有高氢含量的a Si1 xCx∶H薄膜的微结构及其随退火温度的变化 ,用网络再构和化学键断裂竞争过程探讨了微结构随退火温度的变化规律。     

高温退火前后低碳含量a—SiCx：H薄膜结构和荧光特性的研究

采用Raman光谱，结合光致发光和X射线衍射测量对富硅a-SiCx:H薄膜的结构及荧光特性进行了详细研究。结果表明，刚制备的样品中由于硅和碳原子的电负性和原子尺寸的差异，出现了化学集团效应，即样品基本保持了a-Si:H中的网络结构，只有少量的Si——C键存在，碳主要以CHn的形式与SiHn和Si——C键一起作为硅团簇的边界。样品表现出较强的室温荧光，发光主要来自CHn,SiHn和Si——C键边界区域对硅团簇中载流子的限制作用。样品在1250℃氮气中退火1h后，不但有平均尺寸为24.8mm的硅晶粒析出，还有少量的SiC晶粒析出，退火后样品的荧光峰较退火前有大的蓝移，且半高宽变窄，这与析出的SiC晶粒有关。     

a-Si:H基薄膜中SiH及SiH_2键构成对n型直拉单晶硅片钝化效果的影响研究

n型单晶硅表面本征非晶硅基薄膜(a-Si∶H)的钝化作用是高效率非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的关键。本文采用掺氧和热处理的方式改变本征非晶硅基薄膜(a-Si∶H)样品中Si H和Si H2键构成,利用Sinton WCT-120少子寿命测试仪及傅里叶红外光谱测试仪分析样品性能,研究Si H和Si H2键构成对n型直拉单晶硅片(n-Cz-Si)表面钝化效果的影响。结果表明:1掺氧和热处理均会增加a-Si∶H中Si H2键相对于Si H键的比例;2在200~350℃范围内,随着热处理温度的升高,薄膜中Si H2键相对于Si H键的比例增加,薄膜对n-Cz-Si的钝化效果先变好,在275℃时达到极值后变差;3a-Si∶H薄膜中Si H2键和Si H键的相对含量对n-Cz-Si表面的钝化效果有直接的影响,根据实验结果,Si H2与Si H键相对含量在一定范围时钝化效果最好,过高或过低均不利于钝化。     

a-Si/CIS叠层太阳能电池的光诱导性能衰退和稳定性分析

基于pin结构a Si∶H太阳能电池中的空间电荷效应 ,讨论a Si/CIS叠层太阳能电池的稳定性。结果表明 ,光生空穴俘获造成的a Si∶H中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布 ,普遍抬高a Si∶H薄膜中电场强度。在光照射下 ,空间电荷效应不会给a Si/CIS叠层结构中的a Si∶H薄膜带来准中性区 (低场“死层”) ,因而没有发生a Si/CIS叠层太阳能电池顶电池 (p i na Si∶H)的光诱导性能衰退 ,a Si/CIS叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。     

氮在砷化镓中行为的研究

在研究难熔金属氮化物／n－GaAs体系的势垒特性随退火温度的变化时，发现势垒特性随温度（700～850℃）提高而有所改善。深入研究发现，在负偏压预溅射氮离子后，难熔金属／n－GaAs的势垒特性仍有此变化。硅化物与砷化镓的接触本无此特性，但预溅射氮后出现此现象，因此，人们认为有可能N在GaAs表面形成或参与形成了一个p 层。为深入了解产生这一现象的原因，对两种砷化镓样品：半绝缘和n型GaAs（100）样片，分别注入N 或N ＋Si ，以研究N在GaAs中的行为。退火消除损伤后，对样品进行霍尔测量和深能级瞬态谱研究。分析所得结果，发现N在GaAs中引入一深能级，位置在Ec＝－0．38eV左右，并在退火后可使ELZ能级密度大大增加，但未发现氮在砷化镓中可形成p型层的迹象。如果不是由于实验条件不同的原因，又若确实存在p 层，则很可能是难熔金属或难熔金属与氮共同作用的结果。     

退火对 a-Si∶H/a-SiN_x∶H 多层膜光致发光和红外吸收谱的影响

本文报道了经300℃到800℃退火后的氢化非晶硅(a-Si∶H)/氢化非晶氮化硅(a-SiN_x∶H)多层膜77K 的光致发光性能。77K 的光致发光峰值能量随 T_a 增加而减少,其减少速度对几种样品是不同的,由厚度为20(?)的 a-Si∶H 子层组成的多层膜(d_(?)=20(?))要来得慢。当退火温度达到800℃时,d_(?)=20(?)的多层膜仍保留有光致发光特性,而对于 d_(?)=300(?)多层膜和单层 a-Si∶H 膜,当退火到600℃后光致发光特性已消失。文中提出了不同 a-Si∶H 子层厚度的多层膜光致发光特性上的差别是与 a-Si∶H/a-SiN_x∶H 界面氢比体内氢热稳定性来得高有关。后者由多层膜的红外吸收谱与退火温度依赖关系得到证实。     

Si和C共掺杂的SiO2薄膜的光致发光

采用双离子束溅射技术制备了Si和C共掺杂的SiO2薄膜,在N2气氛下进行了不同温度的退火处理。分析了样品在室温下的光致发光(PL)特性,在该样品中观察到分别位于410nm和470nm的两个发光峰。这两个发光峰的强度随着退火温度的变化呈现不同的变化趋势,表明两个发光峰的来源并不相同。用XRD和FTIR测试手段分析了样品的结构,认为470nm的发光来源于中性氧空位缺陷(O3≡Si～Si≡O3),而410nm的发光来源于Si1-xCx纳米晶粒与SiO2基质之间的界面缺陷。     

非晶氮化硅薄膜退炎前后微结构的XPS研究

用Ｘ射线光电子谱研究了由等离子体增强化学气相沉积方法制备的富硅ａ－ＳｉＮｘ∶Ｈ（ｘ≤０．８０）薄膜的结构。实验中选取两类典型样品,ｘ分别为０．２８和０．８０。对Ｓｉ２ｐ峰用两个高斯峰来拟合,结果表明样品中确实存在分凝现象,是由ａ－Ｓｉ原子团和位于其边界的富氮ａ－ＳｉＮｙ∶Ｈ组成,其中ｙ约为１．５。随Ｎ含量增加,两相所对应的Ｓｉ２ｐ峰的位置和半高宽均不发生变化,但两相相对强度的变化导致了Ｓｉ２ｐ峰向高能方向移动。７５０℃高温退火后,样品中发生结构重组,对ｘ＝０．２８的样品,Ｈ释放后形成的硅悬挂键与Ｎ结合,使ａ－Ｓｉ相所占比例从５８．９％下降到４６．３％,而且键角畸变增加引起各峰半高宽大大展宽;对ｘ＝０．８０的样品,高温退火使两个Ｓｉ－Ｎ－Ｈ结合形成两个Ｓｉ－Ｎ键并释放出氢,因此无论是两相比例还是半高宽均无大的变化     

掺氮类金刚石薄膜激光退火的Raman光谱研究

采用功率密度分别为300,750和1500W／mm^2的氩离子激光器,对由射频等离子化学气相沉积（RF－CVD）法制备的掺氮类金刚石薄膜进行了激光退火处理。并用傅立叶红外吸收光谱和显微Raman等手段,对所得样品进行研究。结果表明：C－N键比C－H键更为稳定,一方面氮原子的引入制约了C－H键的生成,在激光退火中减少了因C－H键分解而引起薄膜的石墨化;另一方面生成的C－N键不易受热分解;因此随着氮含量的增加,薄膜中C－N成分增加,从而提高了类金刚石薄膜的热稳定性。     

Fe／Si薄膜中硅化物的形成和氧化

用磁控溅射方法制备Fe/Si薄膜,采用卢瑟福背散射(RBS)技术研究了退火过程中的相变过程和氧化.结果表明:未退火的Fe/Si薄膜界面清晰,873K退火后,界面附近Fe、si原子开始相互扩散,973K退火后富金属相Fe1 xSi形成,而1073K退火后形成中间相FeSi,当温度增加至1273K后所有硅化物完全转变为富硅相FeSi2,即随退火温度的升高,Fe、Si原子间扩散增强,从而形成不同化学计量比的Fe-Si化合物,且薄膜中易迁移原子种类由Fe变为Si.同时,质子束RBS和XRD测量结果显示,在未退火及低温退火的样品中,薄膜有氧化现象,随退火温度增加,由于高温下金属氧化物被还原并逐渐挥发,样品中氧的含量逐渐减少最后完全消失.     

纳米Ta-Al-N薄膜的制备及其扩散阻挡特性的研究

采用直流反应磁控溅射方法在P型（100）Si衬底上制备了Ta-Al—N纳米薄膜与Cu／Ta-Al—N复合膜，并对薄膜样品进行了卤钨灯快速热退火（RTP）。用四探针电阻测试仪（VPP）、AFM、SEM—EDS、Alpha—stepIQ台阶仪和XPd）等分析测试方法对样品的形貌结构与特性进行了分析表征。实验结果表明，本实验条件下制得的Ta-Al—N纳米薄膜表面光滑；随着Al靶溅射功率的增加，Ta-Al—N薄膜中Al含量和方块电阻相应增大，均方根粗糙度降低，而沉积速率变化不大，且Ta-Al—N膜层对Cu扩散的阻挡能力增强。但在过高的温度下退火，导致Cu通过Ta-Al—N的晶界扩散到Ta-Al—N／Si界面并形成Cu3Si，从而引起阻挡层的失效。     

PLD法制备氧化锌薄膜生长机制及发光特性的研究

利用PLD法在Si衬底上成功地制备了具有较好C轴择优取向生长的ZnO薄膜,从样品的XRD谱可以看出在环境氧压为20Pa,衬底温度为700℃时生长的样品的XPD谱(002)峰半高宽较窄,膜的结晶程度最好.不同的衬底温度下膜的生长机制也不一样,主要有:V-L-S机制和V-S机制.样品室温下的PL谱显示所有样品均出现UV发射和可见光区蓝绿光发射,而蓝绿光发射强度随氧压的增大而增强,表明样品的蓝绿光发射来源于样品中的受主缺陷.     

掺杂Ti的纳米CrSi_2薄膜的制备

利用多靶磁控溅射设备交替沉积Cr、Ti和Si层,并通过随后的真空退火处理,制备了掺杂Ti的CrSi2薄膜。交替沉积薄膜500℃退火2h,薄膜中除含有(Cr,Ti)Si2相外,还有部分残留的沉积Si相和少量反应生成的CrSi相;退火时间增加,沉积Si相和CrSi相减少而(Cr,Ti)Si2相增多;500℃退火6h及以上时,薄膜中仅有(Cr,Ti)Si2相。测量薄膜X射线衍射峰半高宽,利用谢乐公式估算薄膜平均晶粒尺寸表明,退火时间从2h增加到8h,薄膜中(Cr,Ti)Si2相晶粒尺寸由68nm近似线性增加到81nm。退火获得的(Cr,Ti)Si2薄膜具有纳米结构和(111)面单一取向。随着掺杂Ti原子分数的增加,薄膜X射线衍射谱中(Cr,Ti)Si2(111)晶面衍射角逐渐向低角度方向移动,这反映(Cr,Ti)Si2相的晶格常数a和c逐渐增大。晶格常数的变化与掺杂Ti的原子分数近似呈线性关系,这是结构中半径较大的Ti原子替换半径较小的Cr原子所造成的。计算分析显示,单晶Si(100)上(Cr,Ti)Si2(111)晶面外延生长是它们的界面晶格畸变能较低的结果;Ti原子分数增加,(Cr,Ti)Si2薄膜的(111)晶面择优取向程度下降。