红外硅基薄膜的制备及其性能表征

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目红外硅基薄膜的制备及其性能表征学科专业光学工程学号201521050320作者姓名明洋舟指导教师蒋向东副教授分类号密级注1UDC学位论文红外硅基薄膜的制备及其性能表征（题名和副题名）明洋舟（作者姓名）指导教师蒋向东副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业光学工程提交论文日期2018.04论文答辩日期2018.05学位授予单位和日期电子科技大学2018年06月

2、答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号PreparationandPropertiesCharacterizationofInfraredSilicon-basedThin-filmAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:OpticalEngineeringAuthor:YangzhouMingSupervisor:Prof.XiangdongJiangSchoolofOptoelectro

3、nicScienceAndSchool:EngineeringOfUESTC独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方，也夕卜，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。：曰作者签名：曰期＞／年Ｊ月＃＜？ｙ论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文

4、，的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全，可以采用影印部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期年ｒ月日１摘要摘要硅材料具有良好的电学特性、比较完善和低成本的制备工艺，使硅材料在光电和集成电子领域中使用的最基本的材料。但是由于其间接带隙且光学常数固定不可调等局限性，其光学特性并不出色，特别是在红外波段。让硅材料实现在红外波段应用，一般

5、对硅基进行掺杂处理。本文使用金属Sn掺杂来制备Si1-xSnx薄膜，研究不同的制备时间、生长温度、Sn含量对所沉积Si1-xSnx膜SEM图、Raman图谱、光学和电学特性变化规律。此外，首次在Si1-xSnx薄膜的基础上制备了Te/Si1-xSnx结构，研究了Te/Si1-xSnx结构的微观结构、光学和电学特性。具体工作如下：1.制备Si1-xSnx薄膜采用射频磁控溅射成膜技术，SEM图表明Si1-xSnx薄膜的最佳制备时间和温度为30min和150℃。对Sn含量变化引起的a-Si网络结构的变化规律的进行深入研究，发现Sn含量的增加，使

6、得a-Si网络的有序性下降。制备温度的增加可以促使a-Si晶化其机制可能是MIC机制。伴随Si1-xSnx膜中Sn含量升高，Si1-xSnx膜电阻率持续下降，其明暗电导率变化规律是先增后减。通过调控温度可以使得Si1-xSnx膜具备偏低的电阻率。Si1-xSnx薄膜的光学带隙随着Sn含量的增大而出现线性减小的趋势。2.为了更好的研究Te/Si1-xSnx结构的性能，我们对Te膜的制备条件进行了研究。在室温下制备Te膜的连续性好，制备温度的增加会使Te膜表面形成纳米结构，而且随着制备温度升高，其表面纳米粒子大小先变小后变大。沉积不同膜厚的T

7、e膜样品近红外波段的透过率大小都在66%以上。Te/Si1-xSnx结构的样品在2150nm出现一个反射峰。所有Te/Si1-xSnx结构近红外吸收率伴随波长同步增加，与制备温度呈现先增后减的变化趋势。I-V曲线图表明Te/Si1-xSnx结构中确实具有一定的pn结的电学特性，而过高的制备温度（250℃）会破坏Te/Si1-xSnx结构的pn结的结构特性使其电学特性类似于电阻。关键词：红外硅基，Si1-xSnx薄膜，Te薄膜，Te/Si1-xSnx结构IABSTRACTABSTRACTDuetogoodelectricalproperti

8、esandcomparativelyperfectandlow-costpreparationtechniques,thesiliconhasbecomethemostfundamentalm