氨气预氮化制备超薄氮化硅薄膜及电学性能

为寻求制备性能良好的纳米厚度氮化硅(SiN_x)薄膜的方法,采用NH_3等离子体氮化、SiH_4/NH_3等离子增强化学淀积法及先氮化后淀积的方法制备了三种SiN_x薄膜,研究比较了三种薄膜的性质。用X射线光电子谱检测了NH_3等离子体氮化Si片得到的SiN_x薄膜的组分,利用椭圆偏振光谱仪测量薄膜厚度,估算了氮化速率。用NH_3和SiH_4作为反应气,分别在原始硅片和经过NH_3预氮化后的硅片上淀积厚度为5 nm、10 nm和50 nm的SiN_x薄膜。用电容-电压法研究了薄膜样品的电学性质,发现单纯用NH_3等离子体氮化的薄膜不适合做介质膜,而先用NH_3氮化再淀积SiN_x的样品比直接淀积SiN_x的样品界面性能明显改善,界面态密度降低到1～2×10~(11)eV~(-1) cm~(-2)。     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点（Si-QDs）阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性. 在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构. 通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性（小于10%). 在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应：I-V特性表现出显著的“微分负阻特性(NDR)" ;而C-V特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程. 进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有“扫描方向”和“速率”依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同. 通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.     

氢化碳化硅(SixC1-x∶H)薄膜发光特性和纳米线发光增强研究

氢化碳化硅薄膜作为一种宽带隙的半导体材料,具有优越的物理特性,其在光电子器件上的潜在应用引起了人们的兴趣。利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)系统制备了一系列氢化碳化硅薄膜,通过改变反应前驱物及流量比调节薄膜的室温光致发光性质。实验发现在一定范围内随着流量比R(CH_4/SiH_4)的提高,氢化碳化硅薄膜的光致发光峰位蓝移且发光强度增强;同时反应前驱物中的氢会极大影响氢化碳化硅薄膜的发光强度。通过椭偏仪(Ellipsometer)测量了薄膜的光学常数,发现薄膜沉积速率随着流量比R的增加而降低;傅里叶红外光谱仪(FTIR)测试表明Si-C有序度随着流量比的增加而增大。同时研究了三维纳米线结构对多态碳化硅薄膜发光性质的影响。光致发光测试结果表明三维纳米线结构可以有效提高薄膜的光致发光强度。     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点(Si-QDs)阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性.在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构.通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性(小于10%).在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应:I-V特性表现出显著的"微分负阻特性(NDR)";而CV特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程.进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有"扫描方向"和"速率"依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同.通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点(Si-QDs)阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性.在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构.通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性(小于10%).在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应:I-V特性表现出显著的"微分负阻特性(NDR)";而CV特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程.进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有"扫描方向"和"速率"依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同.通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.     

超薄硅基介质膜的制备技术与表征方法研究

在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中,采用等离子体氧化和等离子体氮化的方法,在单晶硅表面上成功制备厚度小于10nm的超薄硅基介质膜。通过X射线光电子谱(XPS)分析了超薄介质膜的化学结构,利用椭圆偏振仪测量了厚度以及折射率,同时对超薄介质膜进行了电容电压(C-V)和电流电压(I-V)特性的测量,研究其电学性质,探讨了C-V测量模式对超薄介质膜性质表征的影响,最后对两种介质膜的优缺点进行了比较。