磁控溅射高密度Ge/Si纳米点及光电特性的研究

发布时间：2021-04-04 18:56

　　Ge量子点由于尺寸接近其激子波尔半径而会产生一系列量子效应,使其光电性能区别于体材料,而发生显著的变化,可以广泛应用于探测器、激光器等多种光电器件中。在硅基底上自组织生长的Ge量子点由于具有与成熟的硅集成电路工艺兼容的特点,已经成为光电子、微电子和单电子器件等领域的热门研究。本文首先采用磁控溅射设备制备Si基Ge量子点,通过不同温度的退火对其密度和体积进行调控。利用原子力显微镜（AFM）与拉曼光谱（Raman）对制作样品的形成机理和演变规律进行了研究。AFM测试表明,量子点的体积和密度随退火温度的变化而改变,与温度是正相关关系。在650℃退火10 min的样品其量子点的致密程度达到约1.1×1011 cm-2。通过拉曼光谱对比分析,发现Ge-Ge振动模随着退火温度的升高而蓝移,分析了可能导致蓝移的各种因素,认为主要是由于随退火温度升高位错不断减少而导致的。通过调节磁控溅射气压和溅射功率等参数,将磁控溅射速率降低到了较低的水平,并制备出了较高密度和高宽比的量子点。然后在本实验室前期的工作基础上,通过制备简易量子点红外探测器的形式研究量子点的光电特性对其响应率的变化。因其有载流子俘获较长的... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 磁控溅射高密度量子点的研究
        1.2.1 异质外延生长模式
        1.2.2 Ge/Si量子点自组装生长
    1.3 光电探测器简介
    1.4 课题组前期研究
    1.5 论文主要工作
第二章 实验仪器和表征方法
    2.1 磁控溅射设备及原理
        2.1.1 磁控溅射设备
        2.1.2 真空系统
        2.1.3 磁控溅射设备简介
    2.2 去离子水制备设备及基片清洗
        2.2.1 去离子水制备设备
        2.2.2 基片清洗方法
        2.2.3 基片清洗目的
    2.3 材料测试表征方法
        2.3.1 原子力显微镜
        2.3.2 拉曼光谱
        2.3.3 电化学工作站
第三章 磁控溅射制备高密度量子点的研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
    3.3 退火温度对磁控溅射制备Ge/Si量子点的影响
        3.3.1 沉积速率和厚度的选择
        3.3.2 量子点形貌表征及分析
        3.3.3 拉曼测试表征
    3.4 本章小结
第四章 量子点光电特性的研究
    4.1 引言
    4.2 量子点材料光电性能的探测原理及特性参数
        4.2.1 纵向结构的光电特性探测原理
        4.2.2 横向结构的光电特性探测原理
        4.2.3 性能表征特性参数
    4.3 光电特性的探测结构
    4.4 各样品制备过程及性能表征方法
        4.4.1 样品1制备与表征
        4.4.2 样品2制备与表征
        4.4.3 样品3制备与表征
        4.4.4 不同样品验证表征
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对SiO2表面上磁控溅射制备Ge纳米点的生长模式和尺寸的影响[J]. 夏中高,王茺,鲁植全,李亮,杨宇.  人工晶体学报. 2010(04)
[2]退火对非晶态碲镉汞薄膜微结构和光敏性的影响[J]. 李雄军,孔金丞,王光华,余连杰,孔令德,杨丽丽,邱锋,李悰,姬荣斌.  红外技术. 2010(05)
[3]Ge/Si半导体量子点的应变分布与平衡形态[J]. 蔡承宇,周旺民.  物理学报. 2007(08)
[4]表面应力诱导InGaN量子点的生长及其性质[J]. 李昱峰,韩培德,陈振,黎大兵,王占国.  半导体学报. 2003(01)
[5]硅片清洗原理与方法综述[J]. 刘传军,赵权,刘春香,杨洪星.  半导体情报. 2000(02)
[6]超大规模集成电路硅片溶液清洗技术的进展[J]. 张树永,郭永榔,曹宝成,于新好.  化学进展. 2000(01)
[7]在Ge和SiGe复合缓冲层上生长高质量Ge／Si超晶格[J]. 盛篪,周铁城,龚大卫,樊永良,王建宝,张翔九,王迅.  半导体学报. 1996(01)



本文编号：3118300