a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜微结构的退火行为

采用PECVD技术在P型硅衬底上制备了a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜,利用AES和TEM技术研究了这种薄膜微结构的退火行为.结果表明:a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜经退火处理形成nc-Si/SiO2多层量子点复合膜,膜层具有清晰完整的结构界面.纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构,颗粒大小随退火温度升高而增大.在一定的实验条件下,样品在650℃下退火可形成尺寸大小合适的纳米硅颗粒.初步分析了这种多层复合膜形成的机理.     

a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜微结构的退火行为

采用ＰＥＣＶＤ技术在Ｐ型硅衬底上制备了ａ－ＳｉＯｘ：Ｈ／ａ－ＳｉＯｙ：Ｈ多层薄膜,利用ＡＥＳ和ＴＥＭ技术研究了这种薄膜微结构的退火行为,结果表明：ａ－ＳｉＯｘＬ：Ｈ／ａ－ＳｉＯｙ：Ｈ多层薄膜经退火处理形成ｎｃ－Ｓｉ／ＳｉＯ２多层量子点复合膜,膜层具有清晰完整的结构界面,纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构,颗粒大小随退火温度升高而增大小随退火温度升高而增大,在一定的实验条件下,样品在６５０℃下退火可形成尺寸大     

μc-Si∶H/a-Si∶H多层膜的周期性结构和量子尺寸效应

利用射频辉光放电法 ,通过周期性交替切换两种耦合电极的方式 ,制备了 μc- Si∶ H/a- Si∶ H多层膜 .低角度X射线衍射 (L AXRD)测试表明 ,这种多层膜具有良好的周期性结构 .观察了上述多层膜的光学性质及电导率与温度的关系 ,发现其吸收边随着 a- Si∶ H层的减薄而蓝移 ,低温下的电导激活能 Ea 随着 a- Si∶ H层的减薄而减小 .     

SiC/nc-Si多层薄膜的光致可见发光谱的紧束缚理论

用Vogl提出的sp3s紧束缚模型来研究碳化硅/纳米硅（SiC/nc-Si）多层薄膜的能带结构与其光致发光谱的关系，并设计出SiC/nc-Si多层薄膜最佳结构为{Si}1{SiC}8，即碳化硅层的厚度是纳米硅层厚度的8倍时的超晶格结构蓝光发射的效率最高. 在等离子体增强化学气相沉积系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积含氢非晶SiCx∶H(a-SiCx∶H)和非晶Si∶H (a-Si∶H) 薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备出了晶化纳米SiC/nc-Si(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜. 利用截面透射电子显微镜技术分析了a-SiCx∶H/nc-Si∶H多层薄膜的结构特性,表明制得的超晶格结构稍微偏离设计，它的结构为{Si}1{SiC}5. 最后对晶化样品的光致发光谱进行研究，详细分析了各个光致发光峰的物理本质.     

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.     

Al/a-Si∶H复合薄膜的电导性能

采用真空热蒸发与PECVD方法,在经特殊设计的"单反应室双沉积"设备中沉积了Al/a-Si∶H复合薄膜,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman及X射线光电子谱等方法对复合薄膜在不同Al层厚度和不同温度退火后的晶化及电导行为进行了研究.结果表明,Al/a-Si∶H复合薄膜在不高于250℃的退火条件下即开始出现硅的晶体相.退火温度越高,Al层越厚,形成多晶硅的量越多.Al/a-Si∶H复合薄膜的电导率受Al原子在a-Si∶H中掺杂效应的影响,比纯a-Si∶H薄膜的大.随着硅晶体相在复合薄膜中的生成,复合薄膜的电导率受晶相比控制,晶相比增加,电导率增大.     

Al/a-Si∶H复合薄膜的电导性能

采用真空热蒸发与PECVD方法,在经特殊设计的"单反应室双沉积"设备中沉积了Al/a-Si∶H复合薄膜,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman及X射线光电子谱等方法对复合薄膜在不同Al层厚度和不同温度退火后的晶化及电导行为进行了研究.结果表明,Al/a-Si∶H复合薄膜在不高于250℃的退火条件下即开始出现硅的晶体相.退火温度越高,Al层越厚,形成多晶硅的量越多.Al/a-Si∶H复合薄膜的电导率受Al原子在a-Si∶H中掺杂效应的影响,比纯a-Si∶H薄膜的大.随着硅晶体相在复合薄膜中的生成,复合薄膜的电导率受晶相比控制,晶相比增加,电导率增大.     

C~+注入a-SiN_x∶H的原子化学键合的研究

常温下对低压化学气相沉积制备的纳米硅镶嵌结构的a-SiNx∶H薄膜进行C 注入,能量为30keV,剂量为2×1017cm-2.对C 注入的SiNx薄膜在800℃的温度下,进行2h的常规炉退火处理.通过XPS,AES的测量得到,经800℃高温退火处理后的薄膜形成了部分SiCxNy结构.用喇曼、XPS等分析手段对薄膜结构及成分进行了测量与分析,得到不同退火温度对离子注入形成SiCN薄膜结构与成分的影响,认为高温退火后薄膜中硅含量与SiCxNy薄膜的形成有重要的关系.     

C+注入a-SiNx∶H的原子化学键合的研究

常温下对低压化学气相沉积制备的纳米硅镶嵌结构的a-SiNx∶H薄膜进行C+注入，能量为30keV，剂量为2e17cm-2. 对C+注入的SiNx薄膜在800℃的温度下，进行2h的常规炉退火处理. 通过XPS,AES的测量得到，经800℃高温退火处理后的薄膜形成了部分SiCxNy结构. 用喇曼、XPS等分析手段对薄膜结构及成分进行了测量与分析，得到不同退火温度对离子注入形成SiCN薄膜结构与成分的影响，认为高温退火后薄膜中硅含量与SiCxNy薄膜的形成有重要的关系.     

SiC/nc-Si多层薄膜的光致可见发光谱的紧束缚理论

用Vogl提出的sp3s*紧束缚模型来研究碳化硅/纳米硅(SiC/nc-Si)多层薄膜的能带结构与其光致发光谱的关系,并设计出SiC/nc-Si多层薄膜最佳结构为{Si}1{SiC}8,即碳化硅层的厚度是纳米硅层厚度的8倍时的超晶格结构蓝光发射的效率最高.在等离子体增强化学气相沉积系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积含氢非晶SiCx:H(a-SiCx:H)和非晶Si:H(a-Si:H)薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备出了晶化纳米SiC/nc-Si(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜.利用截面透射电子显微镜技术分析了a-SiCx:H/nc-Si:H多层薄膜的结构特性,表明制得的超晶格结构稍微偏离设计,它的结构为{Si}1{SiC}5.最后对晶化样品的光致发光谱进行研究,详细分析了各个光致发光峰的物理本质.     

SiC/nc-Si多层薄膜的光致可见发光谱的紧束缚理论

用Vogl提出的sp3s*紧束缚模型来研究碳化硅/纳米硅(SiC/nc-Si)多层薄膜的能带结构与其光致发光谱的关系,并设计出SiC/nc-Si多层薄膜最佳结构为{Si}1{SiC}8,即碳化硅层的厚度是纳米硅层厚度的8倍时的超晶格结构蓝光发射的效率最高.在等离子体增强化学气相沉积系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积含氢非晶SiCx:H(a-SiCx:H)和非晶Si:H(a-Si:H)薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备出了晶化纳米SiC/nc-Si(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜.利用截面透射电子显微镜技术分析了a-SiCx:H/nc-Si:H多层薄膜的结构特性,表明制得的超晶格结构稍微偏离设计,它的结构为{Si}1{SiC}5.最后对晶化样品的光致发光谱进行研究,详细分析了各个光致发光峰的物理本质.     

等离子体化学气相沉积非晶SiO_x∶H(0≤x≤2.0)薄膜的红外光谱

以等离子体化学气相沉积法 (PECVD)在 30 0℃下用 Si H4和 O2 混合气体制备了非晶 Si Ox∶ H(a- Si Ox∶ H,0≤ x≤ 2 .0 )薄膜 ,并用傅里叶红外光谱 (FT- IR)测试分析了薄膜中的 Si— O— Si键红外吸收特性 .Si— O— Si伸缩振动模在 10 5 0 cm- 1和 115 0 cm- 1附近有两个吸收峰 ,而弯曲振动模在 80 0 cm- 1附近有一个吸收峰 . 10 5 0 cm- 1和115 0 cm- 1 吸收带的吸收强度之和 Isum与薄膜中的 Si原子密度 NSi之比 Isum/ NSi在氧含量 x =0— 2 .0的范围内和 x成正比 .求得氧含量比例系数 ASi O (Si— O谐振子强度的倒数 )为 1.48× 10 1 9cm- 1 .     

掺铒a-Si∶H,O薄膜1.54μm光致发光和微结构

采用等离子化学气相淀积方法 ,改变 Si H4 和 N2 O的流量比制备含有不同氧浓度的 a- Si∶ H,O薄膜 .用离子注入方法掺入铒 ,经 30 0— 935℃快速热退火 ,在波长 1 .54μm处观察到很强的室温光致发光 .氧的加入可以大大提高铒离子的发光强度 ,并且发光强度随氧含量的变化有一个类似于高斯曲线的分布关系 ,不是单调地随氧含量的增加而增强 .研究了掺铒 a- Si∶ H,O薄膜和微结构 ,讨论了发光强度与薄膜微结构的关系 .     

注铒a-SiOx∶H中Er3+发光与薄膜微观结构的关系

采用光致发光(PL)谱和傅里叶变换红外(FTIR)谱研究了掺铒a-SiOx∶H(a-SiOx∶H〈Er〉)薄膜在不同退火温度下光学性质和微观结构的变化.PL谱的测量结果表明:薄膜在1.54μm的Er3+发光和750nm处的可见发光随退火温度有相同的变化趋势,这种变化和薄膜在退火过程中微观结构的变化有着密切关系.FTIR谱的分析表明:a-SiOx∶H薄膜是一种两相结构,富硅相镶嵌在富氧相中.两者的成分可近似用a-SiOx≈0.3∶H和a-SiOx≈1.5∶H表示,前者性质接近于氢化非晶硅(a-Si∶H),后者性质接近于a-SiO2.富硅相在退火中的变化对Er3+的发光强度有重要影响.     

注铒a-SiOx∶H中Er3+发光与薄膜微观结构的关系

采用光致发光(PL)谱和傅里叶变换红外(FTIR)谱研究了掺铒a-SiOx∶H(a-SiOx∶H〈Er〉)薄膜在不同退火温度下光学性质和微观结构的变化.PL谱的测量结果表明:薄膜在1.54μm的Er3+发光和750nm处的可见发光随退火温度有相同的变化趋势,这种变化和薄膜在退火过程中微观结构的变化有着密切关系.FTIR谱的分析表明:a-SiOx∶H薄膜是一种两相结构,富硅相镶嵌在富氧相中.两者的成分可近似用a-SiOx≈0.3∶H和a-SiOx≈1.5∶H表示,前者性质接近于氢化非晶硅(a-Si∶H),后者性质接近于a-SiO2.富硅相在退火中的变化对Er3+的发光强度有重要影响.     

a-Si/μc-Si叠层结构太阳能电池中的光诱导性能衰退

通过应用 Scharfetter- Gummel解法数值求解 Poisson方程 ,对经高强度光辐照过的a- Si/ μc- Si叠层太阳能电池进行计算机数值模拟分析。结果表明 ,光生空穴俘获造成的 a- Si∶H(与μc- 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/μc- Si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/μc- Si叠层太阳能电池顶电池 (a- Si∶ H p- i- n)的光诱导性能衰退。a- Si/μc- Si叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。     

a-Si∶H/Au/a-Si∶H膜的退火行为

Tsai等人发现180℃退火后在a-Si:H/Au薄膜内生成了雪花状结晶Si岛,类似的结果也被Hultman等人报导过。本文利用透射电子显微镜(TEM)研究了a-Si:H/Au/A-Si:H(10nm/30nm/10nm)三层膜的真空退火行为并对退火后形成的枝叉状晶化Si岛的结构和形成机理进行了研究和探讨。电镜观察结果表明,Au与Si在室温下形成一互混层,这可通过Au(111)衍射环分裂成d值为0.236和0.248nm的二个衍射环来证实。150℃热处理导致了Au_2Si这一亚稳相的生成。在200和250℃退火一小时后,膜中出现了枝叉状组织。图a显示了在250℃退火后样品中出现的一枝叉状组织的形貌,其内存在的大量弯曲消光条纹表明晶体快速生长在膜内造成了很大的应力状态。图b和c分别是图a中基体区和枝叉区的电子衍     

掺杂nc-Si∶H膜的电导特性

采用常规 PECVD工艺 ,以高纯 H2 稀释的 Si H4 作为反应气体源 ,以 PH3作为 P原子的掺杂剂 ,在 P型 ( 1 0 0 )单晶硅 ( c- Si)衬底上 ,成功地生长了掺 P的纳米硅膜 ( nc- Si( P)∶ H)膜 .通过对膜层结构的 Raman谱分析和高分辨率电子显微镜 ( HREM)观测指出 :与本征 nc- Si∶H膜相比 ,nc- Si( P)∶ H膜中的 Si微晶粒尺寸更小 (～ 3nm) ,其排布更有秩序 ,呈现出类自组织生长的一些特点 .膜层电学特性的研究证实 ,nc- Si( P)∶ H膜具有比本征 nc- Si∶ H膜约高两个数量级的电导率 ,其 σ值可高达 1 0 - 1～ 1 0 - 1Ω- 1· cm- 1.这种高电导率来源于 nc-     

C+注入a-SiNx:H的原子化学键合的研究

常温下对低压化学气相沉积制备的纳米硅镶嵌结构的a-SiNx∶H薄膜进行C 注入,能量为30kev,剂量为2×1017 cm-2.对C 注入的SiNx薄膜在800℃的温度下,进行2h的常规炉退火处理.通过XPS,AES的测量得到,经800℃高温退火处理后的薄膜形成了部分SiCxNy结构.用喇曼、XPS等分析手段对薄膜结构及成分进行了测量与分析,得到不同退火温度对离子注入形成SiCN薄膜结构与成分的影响,认为高温退火后薄膜中硅含量与SiCxNy薄膜的形成有重要的关系.     

C+注入a-SiNx:H的原子化学键合的研究

常温下对低压化学气相沉积制备的纳米硅镶嵌结构的a-SiNx∶H薄膜进行C+注入,能量为30kev,剂量为2×1017 cm-2.对C+注入的SiNx薄膜在800℃的温度下,进行2h的常规炉退火处理.通过XPS,AES的测量得到,经800℃高温退火处理后的薄膜形成了部分SiCxNy结构.用喇曼、XPS等分析手段对薄膜结构及成分进行了测量与分析,得到不同退火温度对离子注入形成SiCN薄膜结构与成分的影响,认为高温退火后薄膜中硅含量与SiCxNy薄膜的形成有重要的关系.