氢退火注碳外延硅发光特性研究

外延硅经过碳注入、氢气氛下高温退火和电化学腐蚀相继处理之后,发出位于 431 nm 左右的蓝色荧光峰。随电化学腐蚀条件的增强,蓝色荧光峰先变强后消失,并出现位于 716 nm 处的红光峰。样品中随碳注入而注入的杂质 C=O复合体镶嵌在退火过程所形成的纳米硅颗粒的表面,形成典型的纳米硅镶嵌结构。正是这种结构导致了蓝光发射。

退火温度对碳注入外延硅蓝光发射特性的影响

获得了不同退火温度注碳外延硅的蓝光发射谱,分析了退火温度对其蓝光发射特性的影响,发现退火温度为 1 000℃样品具有最强的发射强度。认为经碳注入所引入的杂质C = O 复合体是发光的重要因素;经碳注入氮气氛中退火及电化学腐蚀处理形成纳米硅镶嵌结构,因量子限制效应–表面复合效应而发光。

SiH_2Cl_2-NH_3配比对a-SiN_x∶H薄膜PL峰的影响

低压化学气相沉积制备的纳米硅镶嵌结构的a-SiNx:H薄膜,在3.75 eV的激光激发下,室温下发射1～3个高强度的可见荧光.在相同的沉积温度下(900℃),选择不同的SiH2Cl2和NH3气体配比时,所得薄膜表现出不同的荧光属性,荧光峰的峰位和数目有着显著的变化.通过TEM、IR、XPX等分析手段对其原因进行了研究分析,认为不同配比下,生成的薄膜中缺陷态的种类和密度有所不同,这影响了其PL峰个数及其各峰的相对强弱.

沉积温度对a-SiN_x∶H薄膜PL峰的影响

在3.75eV的激光激发下，利用LPCVD在800-950℃不同温度下沉积富硅的SiNx薄膜中，在室温下观测到1～5个高强度可见荧光的发射．通过TEM，IR，XPS等的分析研究表明，文中所获样品为纳米硅镶嵌结构的a-SiNx：H薄膜．PL峰数目及其各峰的强弱与生成薄膜过程中反应气体SiH2Cl2的分解速率、沉积温度、SiNx生长过程有关，还与薄膜中纳米硅的团簇密度、尺寸大小以及各种不同类型的缺陷态种类和密度有十分重要的关系．