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快速热退火和氢等离子体处理对富硅氧化硅薄膜微结构与发光的影响

王永谦 陈维德 陈长勇 刁宏伟 张世斌 徐艳月 孔光临 廖显伯

快速热退火和氢等离子体处理对富硅氧化硅薄膜微结构与发光的影响

王永谦, 陈维德, 陈长勇, 刁宏伟, 张世斌, 徐艳月, 孔光临, 廖显伯
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  • 采用microRaman散射、傅里叶变换红外吸收谱和光致发光谱研究了快速热退火及氢等离子体处理对等离子体增强化学气相沉积法200℃衬底温度下生长的富硅氧化硅(SRSO)薄膜微结构和发光的影响.研究发现,在300—600℃范围内退火,SRSO薄膜中非晶硅和SiOx∶H两相之间的相分离程度随退火温度升高趋于减小;而在600—900℃范围内退火,其相分离程度随退火温度升高又趋于增大;同时发现SRSO薄膜发光先是随退火温度的升高显著加强,然后在退火温度达到和超过600℃后迅速减弱;发光峰位在300℃退火后蓝移,此后随退火温度升高逐渐红移.对不同温度退火后的薄膜进行氢等离子体处理,发光强度不同程度有所增强,发光峰位有所移动,但不同温度退火样品发光增强的幅度和峰位移动的趋势不同.分析认为退火能够引起薄膜中非晶硅颗粒尺度、颗粒表面结构状态以及氢的存在和分布等方面的变化.结果表明不仅颗粒的尺度大小,而且颗粒表面的结构状态都对非晶硅颗粒能带结构和光生载流子复合机理发挥重要影响
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号 :699760 2 8和 2 9890 2 17);国家重点基础研究发展计划项目 (批准号 :2 0 0 0 0 2 82 0 1)资助的课题
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出版历程
  • 收稿日期:  2001-09-12
  • 修回日期:  2001-12-19
  • 刊出日期:  2005-05-30

快速热退火和氢等离子体处理对富硅氧化硅薄膜微结构与发光的影响

  • 1. 中国科学院半导体研究所凝聚态物理中心表面物理国家重点实验室,北京100083
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号 :699760 2 8和 2 9890 2 17)

    国家重点基础研究发展计划项目 (批准号 :2 0 0 0 0 2 82 0 1)资助的课题

摘要: 采用microRaman散射、傅里叶变换红外吸收谱和光致发光谱研究了快速热退火及氢等离子体处理对等离子体增强化学气相沉积法200℃衬底温度下生长的富硅氧化硅(SRSO)薄膜微结构和发光的影响.研究发现,在300—600℃范围内退火,SRSO薄膜中非晶硅和SiOx∶H两相之间的相分离程度随退火温度升高趋于减小;而在600—900℃范围内退火,其相分离程度随退火温度升高又趋于增大;同时发现SRSO薄膜发光先是随退火温度的升高显著加强,然后在退火温度达到和超过600℃后迅速减弱;发光峰位在300℃退火后蓝移,此后随退火温度升高逐渐红移.对不同温度退火后的薄膜进行氢等离子体处理,发光强度不同程度有所增强,发光峰位有所移动,但不同温度退火样品发光增强的幅度和峰位移动的趋势不同.分析认为退火能够引起薄膜中非晶硅颗粒尺度、颗粒表面结构状态以及氢的存在和分布等方面的变化.结果表明不仅颗粒的尺度大小,而且颗粒表面的结构状态都对非晶硅颗粒能带结构和光生载流子复合机理发挥重要影响

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