納米SiC薄膜的發(fā)光與多孔SiO-,2-：F薄膜介電特性研究.pdf

1、碳化硅(SiC)具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度大等優(yōu)越特性，使其在藍綠色發(fā)光二極管、紫外光電探測器、大功率和高溫電子器件等方面倍受青睞。SiC是間接帶隙半導(dǎo)體，提高SiC的發(fā)光效率和探討它的發(fā)光機理是目前人們正在極力解決的問題。 就以上兩個問題，本工作分別制備了SiC顆粒膜和埋入SiO2的SiC納米顆粒復(fù)合薄膜。 1.利用射頻濺射在多孔玻璃襯底上沉積SiC顆粒膜。分析測試結(jié)果表明：玻璃襯底腐蝕時間

2、為20 min，SiC沉積時間為1 h時樣品表現(xiàn)出了比較好的發(fā)光特性。 2.用射頻循環(huán)濺射SiC和SiO2形成[SiC/SiO2]2納米復(fù)合薄膜，然后再經(jīng)過高溫退火處理得到埋入SiO2的SiC納米顆粒復(fù)合薄膜。XRD結(jié)果表明：隨著退火溫度的升高，樣品存在非晶相向晶態(tài)的轉(zhuǎn)變。800 退火后， SiO2首先晶化，繼續(xù)升高溫度到1000 ，SiC開始晶化。 發(fā)光和結(jié)構(gòu)測試表明：SiC/多玻璃襯底樣品和[SiC/SiO2]2復(fù)合

3、膜都存在納米尺寸的SiC顆粒，納米顆?？梢援a(chǎn)生強烈的450 nm藍光發(fā)射，藍光發(fā)射與樣品中存在的氧空位缺陷有很大關(guān)系。除此之外，紫外區(qū)360 nm出現(xiàn)了SiC納米顆粒展寬的準直接帶隙躍遷，SiO2的高勢壘量子限制效應(yīng)使SiC帶隙躍遷發(fā)光強烈。370 nm的發(fā)光峰與SiO2基質(zhì)有關(guān)。紅光區(qū)的光發(fā)射是廣延態(tài)的光激電子和空穴損失能量進入局域帶尾態(tài)而輻射發(fā)光。[SiC/SiO2]2納米復(fù)合薄膜的電學(xué)性質(zhì)測試表明：[SiC/SiO2]2薄膜具有比

4、較高的電阻率(6.8x106 ·cm)，它的導(dǎo)電機理為帶尾態(tài)導(dǎo)電。 在論文的第二部分，我們用溶膠.凝膠法制備了超低介電常數(shù)摻氟納米多孔SiO2薄膜。450 退火后的SiO2：F薄膜存在最小的漏電流密度為3X 106 A/cm2，由SEM可以看出薄膜內(nèi)形成納米多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。薄膜的孔隙率大約在80％左右，介電常數(shù)在1.67~2.20之間變化。FTLR分析表明：樣品中存在Si-F鍵。氟離子的介入有效地降低了多孔材料的介電常數(shù)和漏電