准周期a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格

本文首次报道成功地实现了非晶态半导体准周期(无平移对称性)超晶格结构.利用辉光放电汽相淀积技术,由两种超薄的a-Si:H层和a-SiN_x:H层按Fibonacci序列程序淀积而构成一维准周期超晶格.其中两种一维周期格子的调制波长比为黄金分割τ=(1+5~(1/2))/2.剖面电子显微像和相应的电子衍射花样揭示出这类新型非晶态半导体超晶格的奇异性质.简单的理论计算给予实验衍射图像以明确的物理解释.     

a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格薄膜的制备及其性质

本文报道了a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格薄膜的制备方法、结构以及在光学方面的量子尺寸效应.     

a-Si:H/a-SiN_X:H超晶格的瞬态光致发光

本文用超快速时间分辨光致发光方法研究了a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格光生载流子热释和复合的动力学,揭示了超晶格发光衰减时间和带尾宽度随氮含量的非单调变化规     

反应溅射生长的a-Si:H/a-Ge:H超晶格光学性质研究

本文报道了反应溅射法制备的a-Si:H/a-Ge:H超晶格结构特性.小角度X射线衍射测量和透射电子显微镜观察表明:超晶格层厚均匀、层间平行、界面处组分突变、周期性良好;喇曼散射、光吸收和红外透射表明:在超晶格中并不存在由于超晶格结构引起的界面结构无序,界面无H富集现象.     

用光热偏转光谱技术测量a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜的能隙态密度

用光热偏转光谱技术测量了不同a-Si:H层厚度的a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜(超品格)材料的吸收光谱,求出多层膜材料的隙态密度及其随a-Si:H层厚度的变化,估算出界面态密度为～5×10~(11)cm~(-2)eV~(-1),最后估算了隙态密度的计算误差。     

非晶半导体超晶格紫外-可见-红外光谱的研究

利用r.f.辉光放电方法,在单室生长系统内,由周期性地改变SiH_4和NH_3反应气氛成功地获得了Ls由10A到200A的a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格结构.由TEM和XPS实验结果证明超晶格结构具有平滑陡峭的界面.通过分析(Si-H)键拉伸振动模在波数2400cm~(-1)-1800cm~(-1)范围内的精细结构,揭示了a-Si:H/a-SiN_x:H界面中(Si-H)N振动模的形式.并证实有过量的H键合于界面层中.由紫外-可见吸收光谱的研究,证明当 L_s<60A,光学能隙E_R~(opt)的位移是超晶格结构中量子势阱限制效应的影响.其实验值和理论计算值符合得较好.     

非晶态半导体多层膜a-Si:H/a-SiN_x:H结构在低温下的PPC效应研究

本文研究了非晶态半导体多层膜a-St:H/a-SiN_x:H结构在低温下(150～250K)的持续光电导效应(PPC),实验表明PPC效应强烈地依赖于曝光时间、强度和温度,并且与外加偏压和a-SiN_x:H的层数有关.这个结果被解释为a-Si:H体内光生电子-空穴对在a-Si:H和a-SiN_x:H界面处电场分离和陷阱效应.     

a-Si:H/a-C:H超晶格的界面研究

利用透射电子显微镜(TEM)和电子自旋共振(ESR)分别对a-Si∶H/a-C∶H超晶格的界面结构和自旋电子态进行了研究,发现a-Si∶H/a-C∶H界面存在6-15A的过渡层,而且在界面上还存在面密度约10~(12)cm~(2)的未配对电子,这些未配对电子被证实是非晶硅和非晶碳在界面失配产生的.     

光照后引起a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜内应力变化的研究

实验研究表明,持续光照后会引起a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜内应力的变化;并且这种变化与膜中Si-H键含量,或缺陷态数量变化有关.     

激光定域晶化技术制备纳米硅的研究

利用相移光栅模板使KrF准分子激光形成强度周期分布的激光束,定域晶化a-Si∶H(4nm)/a-SiNx∶H(10nm)多层膜中的超薄a-Si∶H层,成功地制备出了三维有序分布的nc-Si阵列。原子力显微镜(AFM)、微区喇曼光谱、剖面透射电子显微镜(X-TEM)及高分辨电子显微镜(HREM)技术分析揭示了晶化后薄膜中形成了横向周期与移相光栅周期相同、纵向周期与a-Si∶H/a-SiNx∶H多层膜周期(14nm)相等的nc-Si阵列。     

Pd/a-Si:H界面的光电子能谱研究

本文利用光电子能谱(XPS、UPS)技术研究了Pd淀积层与离子注入制备的a-Si∶H层组成的系统.本工作分析了Pd/a-Si∶H的界面键合状态及组分分布的变化对价带谱与芯能级谱的影响,并与Pd/C-Si系统的结果进行了比较.结果表明:Pd/a-Si∶H界面具有与Pd/C-Si界面相似的电子结构;但是,Pd原子在a-Si∶H中具有较大的扩散速率,因此,处于更富Si的环境中。     

Pd/a-Si:H界面反应研究

本文使用IERS(干涉增强喇曼散射),TEM和SIMS等方法研究了Pd/a-Si:H界面反应的热退火行为,发现Pd/a-Si:H界面在室温下形成非晶互混层;经160℃退火,形成晶态Pd_2Si相,比Pd/c-Si界面反应温度低;经500℃退火,未与Pd反应的非晶硅出现晶化现象。本文还观察了界面反应过程中氢的行为,发现由于界面反应,导致a-Si:H中的氢在较低温度下就开始释放。     

a-Si:H/SiO2多层膜晶化过程中的发光机理

采用在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中淀积a-Si:H薄膜结合原位等离子体氧化的技术,制备了一系列不同a-Si:H子层厚度的a-Si:H/SiO2多层膜.通过对其进行三步热处理:脱氢、快速热退火及准静态退火,使a-Si:H/SiO2多层膜中a-Si:H层发生非晶态到晶态的相变,获得尺寸可控的纳米硅nc-Si/SiO2多层膜.结合Raman谱,FTIR谱和TEM测试,对退火过程中多层膜的光致发光性质进行跟踪研究,分析了a-Si:H/SiO2多层膜在各个热处理阶段发光机理的演变,讨论了a-Si:H/SiO2多层膜晶化为nc-Si/SiO2多层膜过程中,发光机制与微结构之间的相互联系.     

a-Si:H/SiO2多层膜晶化过程中的发光机理

采用在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中淀积a-Si:H薄膜结合原位等离子体氧化的技术,制备了一系列不同a-Si:H子层厚度的a-Si:H/SiO2多层膜.通过对其进行三步热处理:脱氢、快速热退火及准静态退火,使a-Si:H/SiO2多层膜中a-Si:H层发生非晶态到晶态的相变,获得尺寸可控的纳米硅nc-Si/SiO2多层膜.结合Raman谱,FTIR谱和TEM测试,对退火过程中多层膜的光致发光性质进行跟踪研究,分析了a-Si:H/SiO2多层膜在各个热处理阶段发光机理的演变,讨论了a-Si:H/SiO2多层膜晶化为nc-Si/SiO2多层膜过程中,发光机制与微结构之间的相互联系.     

瞬态电荷收集法研究a—Si：H／a—SiN：H界面处的电子积累＊

本文介绍一种研究a-Si:H/a-SiN:H界面层电子积累特性的新方法,所用样品为Cr/a-SiN:H/a-Si:H/(n+)a-Si:H/AI.测试表明,a-Si:H/a-SiN:H界面是一个电子积累层,其电子面密度为3.2×10~(11)/cm~2,并且界面层中的电子面密度随外加电压的增加而线性增加。实验结果与理论分析相一致。     

两种新型的非晶半导体多层结构

利用辉光放电方法制成两种在国内外迄今未见报道的非晶半导体多层结构,即分别以超薄层a-Si:H/a-C:H和μc-Si:H/a-Si:H作为重复单元的多周期重复结构.样品的断面透射电镜分析显示了明晰的层间界面状况以及各子层的平整性和均匀性.由光吸收测量观察到a-Si:H/a-C:H结构中a-Si:H吸收边的“兰移”,将此现象归结为量子尺寸效应.     

a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜界面的研究

<正> 尽管过去几年对非晶半导体多层膜及其界面对多层膜传输性能影响的研究甚多,然而对于界面缺陷态的特性及其密度了解甚少。不同的测量方法得到的a-Si:H/a-SiNx:H界面缺陷态密度可从1010变到1012cm-2。这一实验结果反映了每一测试方法仅能探测某些能级的缺陷,在某些情况下可能是不同类的缺陷。非晶硅系材料都包含有氢。已发现,在多层膜的沉积过程中,由于组成多层膜的子层间应力释放的需要以及两子层材料的氢扩散系数不同而     

p(a-SiC:H)/i(a-Si:H)异质界面分析

本文讨论Glass/ITO/p(a-SiC:H)/i(a-Si:H)/n(a-Si:H)/Al结构太阳电池中i层C污染对开路电压Voc、填充因子FF、收集长度L_c及收集效率η的影响,并从机理上做了比较详细地分析.我们的实验结果表明:解决好p/i界面问题和减少i层中C的污染是制备出高效率a-SiC:H窗口非晶硅pin结构太阳电池的关键之一.     

C元素对N型a-Si:H薄膜微结构及电学特性的影响

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺,制备了P-C二元复合掺杂氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜,研究了C元素对N型a-Si:H薄膜暗电导率(σ)及电导激活能(Ea)的影响;利用激光拉曼光谱研究了C元素对薄膜微结构的影响,讨论了P-C二元复合掺杂a-Si:H薄膜电学性能与微结构之间的相互影响关系.结果表明:随着C掺杂量的增加,a-Si:H薄膜的短程有序度降低,中程有序度基本保持不变,缺陷逐渐减少;一定程度的C掺杂可使N型a-Si:H薄膜电导激活能降低而使薄膜的暗电导率升高,但过量的C掺杂使N型a-Si:H薄膜非晶网络结构有序度严重恶化,电导率出现明显下降趋势.

Abstract：

Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin films doped with P and C were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).The influence of carbon on the dark conductivity,activation energy and mirostructure of the P-doped a-Si:H films was investigated by means of electrical measurment and Raman spectroscopy,and the relationship between electrical properties and microstructure of the films was also analyzed.It is shown from Raman spectra that the degree of short-range order and the defects of the films decreae with the increase of carbon doping,while the degree of intermediate-range order remains unchanged.A small amount of carbon can reduce the activation energy and enhance the dark conductivity of the P-doped a-Si : H thin films.However,excessive carbon makes the structural order of the amouphous network get worse which leads to a decline of dark conductivity.     

a-Si∶H/SiO2多层膜晶化过程中的发光机理

采用在等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统中淀积a-Si∶H薄膜结合原位等离子体氧化的技术，制备了一系列不同a-Si∶H子层厚度的a-Si∶H/SiO2多层膜. 通过对其进行三步热处理：脱氢、快速热退火及准静态退火,使a-Si∶H/SiO2多层膜中a-Si∶H层发生非晶态到晶态的相变，获得尺寸可控的纳米硅nc-Si/SiO2多层膜. 结合Raman谱，FTIR谱和TEM测试，对退火过程中多层膜的光致发光性质进行跟踪研究，分析了a-Si∶H/SiO2多层膜在各个热处理阶段发光机理的演变，讨论了a-Si∶H/SiO2多层膜晶化为nc-Si/SiO2多层膜过程中，发光机制与微结构之间的相互联系.