掺杂非晶硅基薄膜的结构及发光特性研究

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1、苏州大学硕士学位论文掺杂非晶硅基薄膜的结构及发光特性研究姓名：李群申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：吴雪梅;诸葛兰剑20040501兰墨型堕坠童垦要旦堕型i竺i!坚垄垄竺堡翌壅塑塞摘要本论文采用双离子束溅射沉积方法制备了Si-SiO。、SiO。：c、SiOxN，复合薄膜，TEM及XRD的测试表明三种薄膜均为非晶结构，通过FTIR和XPS进一步分析了薄膜的结构，了解所掺杂质在薄膜中的基本状态以及结合情况。光致发光谱测试显示三种薄膜都有470rim左右的峰位发射，说明该处发射谱与掺杂无关，进一步的分析表明该峰位发光来自于薄膜中富硅结构所产生的中

2、性氧空位缺陷(0：l；Si—Si；O。)，是由与氧原子配位的二价硅的单态一单态之间的跃迁所致。在240nm的紫外光激发下，比较三种薄膜的PL谱：Si-SiO。薄膜有378nm处的紫外光发射，它来自于硅基薄膜中的富硅集原子团簇发光；SiO，：C薄膜有420nm处的蓝紫光发射，它来自于SiC发光或C、Si、0形成的发光中心光发射；SiO、N，薄膜有400nm处的紫光发射，其发光机理可能与Si、0、N结合形成新的发光中心有关。实验表明掺杂后硅基薄膜的发光效率及发光强度都有显著改善。关键词：非晶硅基薄膜双离子束溅射Si—SiO。薄膜SiO；：C薄膜SiO。N，薄

3、膜作者：李群指导老师：吴雪梅诸葛兰剑掺杂非品硅耩薄膜的结构阱及发光特性研究英义摘要StructureandLuminescentPropertiesoftheDopedAmorphousSilicon—basedFiimsAbstractToimprovethe1uminescenceeffiCiencyandtheintenSitYofhminescence，attemptsdopingwithCandNelementsintotheSi1icon—basedfiims．AseriesofcompositethinfilmsofSi—Si02，SiO，

4、：CandSiO；N，werepreparedbydualionbeamCO—sputteringmethod．ThemicrostructuresoffilmswerecharacterizedbymeansofTEM，XRD，FTIR，XPSandstudiedtheluminescentpropertiesofthembyaidofthePL．TestingofTEMandXRDindicatethatfilmsareamorphousandfatheranalysiSfromFTIRandXPSshowedthattheimpurities(Ca

5、ndN)arefreestatesinthefilmatroomtemDerature．Thepossiblemechanismoflightemissionhavebeendiscussed．underultravioletexcitation(240nm)，a11thesampleemitthesameluminescentpeakat470nmwhiehimplythatthepeakiSforeigntodoping．The470hmpeakisusuallyoriginatedfromtheneutraloxygenvacancy(03--=S

6、i—Si--=03)．AfterdopingwitbCandNtherearedifferent1uminesoentpeaksamongthefilmsofSi—Si晚，SiO。：CandSiO，N，．Thepeakat378nmfromSi—Si仉filmisrelatedtotheSiliconnano—clustersinthefiimsandthepeakat420ntofromSi0，：Candat400nmfromSiO。Nyareprobablyderivedfromthenewluminescentcenters(LCs)whichco

7、nsistofSi，0andtheimpurities(CorN)．Keywords：AmorphousSilicon—basedFilms，DualIonBeamCo—sputteringMethod，Si—SiO：film，SiO。：Cfilm，SiO。N，film．1I．Writtenby：LiQunSupervisedby：WuXuemeiZhugeLanjion苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个

8、人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书