SiO-,x-N-,y-和SiC-,x-N-,y-薄膜中氮流失的研究.pdf

1、隨著納米技術的迅速發(fā)展，半導體納米晶成為很有潛力的未來的光電材料。硅氧氮和硅碳氮薄膜均是三元薄膜，它們可調節(jié)的成分范圍大且相組成復雜，在退火過程中硅氧氮和硅碳氮薄膜容易發(fā)生氮流失，生成硅單質和碳化硅。這將成為一種新型的制備納米晶的方法。本文采用射頻磁控濺射的方法，通過改變靶材以及氬氣和氮氣的流量比制備了一系列不同成分的硅氧氮和硅碳氮薄膜，并對薄膜進行了不同溫度的退火。研究了薄膜的成分(EDS)變化，并進行了表面價態(tài)(XPS)，表面鍵(F

2、TIR)，微觀結構(TEM)，發(fā)光性能(PL)分析。 ⑴氬氣和氮氣的流量比是影響薄膜成分的最重要參數。研究發(fā)現，只有該流量比處于最佳值8/2時，才會使硅氧氮薄膜的氧含量最低，氮含量最高，此時樣品的發(fā)光強度也最高。這是由Ar+和N-的不同濺射能力造成的。 ⑵靶材也是影響薄膜成分的重要參數。與氮化硅靶相比較，使用純硅靶濺射得到的硅氧氮薄膜中氧含量要低的多，這是由于二者的濺射速率不同所導致的。前者的濺射速率低，在緩慢沉積的過程

3、中必然會有較多的氧摻雜進入薄膜中。 ⑶對硅氧氮薄膜進行退火，溫度越高，氮流失程度越大，而保溫時間對氮流失程度的影響不大。在1000℃進行退火時有硅懸鍵引起的可見光發(fā)射，但是進行1100℃退火后由于摻雜的氧與硅懸鍵結合，充當發(fā)光中心的缺陷減少，發(fā)光強度降低甚至消失。 ⑷在1000℃退火后硅碳氮薄膜中的氮基本完全流失，形成了高密度的SiC量子點并觀察到了紫外光和可見光。紫外光是由于缺陷導致的，可見光的發(fā)光原因與SiC納米晶的