PECVD制备a-Si:H（nc-Si:H）/a-SiC:H多层薄膜的光电特性研究
发布时间：2021-08-06 07:40
本工作采取射频等离子体加强化学气相沉积（RF-PECVD）技术,以H2稀释的CH4和SiH4作为作用气体,分别在石英衬底和单晶硅衬底上制备了a-Si:H/a-Si C:H多层薄膜,并利用高温热退火方法制备了晶粒尺寸可控的nc-Si:H/a-SiC:H多层结构薄膜。利用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、Raman散射光谱仪对样品的微结构进行了表征,证明了我们制备的多层结构薄膜界面陡峭且周期性良好;在1050℃温度下,20分钟纳米硅颗粒就会生长到与子层厚相当的尺寸。利用分光光度计对nc-Si:H/a-SiC:H多层结构薄膜的透射和反射进行测量并分析,结果表明:随着势阱层厚度的减小,样品的吸收系数会减小,光学带隙增大;势垒层厚度对薄膜的光吸收并没有很大影响。利用半导体特性分析仪对a-Si:H（nc-Si:H）/a-SiC:H多层薄膜的垂直输运特性进行测量,分析表明:在对a-Si:H/a-SiC:H多层膜的垂直输运特性研究中发现了共振隧穿,而对于nc-Si:H/a-SiC:H多层结构,在低场下的隧穿机制为直接隧穿,高场强下的载流子输运符合Fowler–Nordheim（FN）隧...
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验采用的PECVD系统结构示意图
图 2.3 多层结构薄膜 XRD 测试示意图膜剖面结构微镜即 Transmission Electron Microscope（TEM），简称透子枪、样品室、物镜、中间镜、透射镜六部分。由于其具点，经常用来探测观察纳米材料的超微结构，通过照片可晶粒尺寸、晶面间距、界面特性等信息。基本原理是把品，由于电子会与薄膜结构内的原子发生相互作用而改变射，而散射角的大小与样品的特性有直接关系，会在 TE测量之前需要研磨样品而后进行离子减薄等工艺过程的处制造的Tecnai F20高分辨率TEM 对制备的a-Si:H/a-SiC
河北大学理学硕士学位论文122 d sin k （2.5）图 2.3 多层结构薄膜 XRD 测试示意图2.2.4 多层薄膜剖面结构透射电子显微镜即 Transmission Electron Microscope（TEM），简称透射电镜，一般包括聚光镜、电子枪、样品室、物镜、中间镜、透射镜六部分。由于其具有分辨率高、放大倍数高等特点，经常用来探测观察纳米材料的超微结构，通过照片可以分析薄膜的剖面结构、晶向、晶粒尺寸、晶面间距、界面特性等信息。基本原理是把经过加速的电子束射向超薄样品，由于电子会与薄膜结构内的原子发生相互作用而改变运动方向，从而产生立体角散射，而散射角的大小与样品的特性有直接关系，会在 TEM 照片上有直接反映。对样品进行测量之前需要研磨样品而后进行离子减薄等工艺过程的处理，本课题采用由美国FEI公司制造的Tecnai F20高分辨率TEM 对制备的a-Si:H/a-SiC:H多层结构薄膜和 nc-Si:H/a-SiC:H 多层结构薄膜的微结构进行表征，分辨率为 0.2nm。2.2.5 光学特性测试紫外-可见-近红外（UV-VIS-NIR）分光光度计是利用波长从紫外到可见光再到近红外区域的光子照射样品，可以测量样品的透射曲线、反射曲线等，一般包括光源
【参考文献】：
期刊论文
[1]nc-Si:H/α-SiC:H多层膜的结构与光吸收特性[J]. 马蕾,蒋冰,陈乙豪,沈波,彭英才. 物理学报. 2014(13)
[2]纳米结构太阳电池的研究与展望[J]. 彭英才,江子荣,王峰,马蕾,娄建忠. 微纳电子技术. 2011(08)
[3]The origin of blue photoluminescence from nc-Si/SiO2 multilayers[J]. 马忠元,郭四华,陈德媛,魏德远,姚瑶,周江,黄锐,李伟,徐骏,徐岭,黄信凡,陈坤基,冯端. Chinese Physics B. 2008(01)
[4]发光纳米硅/二氧化硅多层膜的特性与氢气氛退火的影响[J]. 夏正月,韩培高,韦德远,陈德媛,徐骏,马忠元,黄信凡,陈坤基. 物理学报. 2007(11)
[5]氢化硅薄膜介观力学行为及其与微结构内禀关联特性[J]. 王权,丁建宁,何宇亮,薛伟,范真. 物理学报. 2007(08)
[6]尺寸可控的纳米硅的生长模型和实验验证[J]. 刘艳松,陈铠,乔峰,黄信凡,韩培,高钱波,马忠元,李伟,徐骏,陈坤基. 物理学报. 2006(10)
[7]微晶硅薄膜的结构及光学性质的研究[J]. 郜小勇,李瑞,陈永生,卢景霄,刘萍,冯团辉,王红娟,杨仕娥. 物理学报. 2006(01)
[8]a-SiCx:H/nc-Si:H多层薄膜的室温时间分辨光致可见发光[J]. 王莉,赵艳娥,赵福利,陈弟虎,吴明娒. 发光学报. 2004(06)
[9]绝缘衬底上高密度均匀纳米硅量子点的形成与表面形貌[J]. 李鑫,王晓伟,李雪飞,乔峰,梅嘉欣,李伟,徐骏,黄信凡,陈坤基. 物理学报. 2004(12)
[10]氢化非晶氮化硅薄膜的光学特性研究[J]. 于威,侯海虹,王保柱,刘丽辉,傅广生. 河北大学学报(自然科学版). 2003(03)
本文编号：3325370
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验采用的PECVD系统结构示意图
图 2.3 多层结构薄膜 XRD 测试示意图膜剖面结构微镜即 Transmission Electron Microscope（TEM），简称透子枪、样品室、物镜、中间镜、透射镜六部分。由于其具点，经常用来探测观察纳米材料的超微结构，通过照片可晶粒尺寸、晶面间距、界面特性等信息。基本原理是把品，由于电子会与薄膜结构内的原子发生相互作用而改变射，而散射角的大小与样品的特性有直接关系，会在 TE测量之前需要研磨样品而后进行离子减薄等工艺过程的处制造的Tecnai F20高分辨率TEM 对制备的a-Si:H/a-SiC
河北大学理学硕士学位论文122 d sin k （2.5）图 2.3 多层结构薄膜 XRD 测试示意图2.2.4 多层薄膜剖面结构透射电子显微镜即 Transmission Electron Microscope（TEM），简称透射电镜，一般包括聚光镜、电子枪、样品室、物镜、中间镜、透射镜六部分。由于其具有分辨率高、放大倍数高等特点，经常用来探测观察纳米材料的超微结构，通过照片可以分析薄膜的剖面结构、晶向、晶粒尺寸、晶面间距、界面特性等信息。基本原理是把经过加速的电子束射向超薄样品，由于电子会与薄膜结构内的原子发生相互作用而改变运动方向，从而产生立体角散射，而散射角的大小与样品的特性有直接关系，会在 TEM 照片上有直接反映。对样品进行测量之前需要研磨样品而后进行离子减薄等工艺过程的处理，本课题采用由美国FEI公司制造的Tecnai F20高分辨率TEM 对制备的a-Si:H/a-SiC:H多层结构薄膜和 nc-Si:H/a-SiC:H 多层结构薄膜的微结构进行表征，分辨率为 0.2nm。2.2.5 光学特性测试紫外-可见-近红外（UV-VIS-NIR）分光光度计是利用波长从紫外到可见光再到近红外区域的光子照射样品，可以测量样品的透射曲线、反射曲线等，一般包括光源
【参考文献】：
期刊论文
[1]nc-Si:H/α-SiC:H多层膜的结构与光吸收特性[J]. 马蕾,蒋冰,陈乙豪,沈波,彭英才. 物理学报. 2014(13)
[2]纳米结构太阳电池的研究与展望[J]. 彭英才,江子荣,王峰,马蕾,娄建忠. 微纳电子技术. 2011(08)
[3]The origin of blue photoluminescence from nc-Si/SiO2 multilayers[J]. 马忠元,郭四华,陈德媛,魏德远,姚瑶,周江,黄锐,李伟,徐骏,徐岭,黄信凡,陈坤基,冯端. Chinese Physics B. 2008(01)
[4]发光纳米硅/二氧化硅多层膜的特性与氢气氛退火的影响[J]. 夏正月,韩培高,韦德远,陈德媛,徐骏,马忠元,黄信凡,陈坤基. 物理学报. 2007(11)
[5]氢化硅薄膜介观力学行为及其与微结构内禀关联特性[J]. 王权,丁建宁,何宇亮,薛伟,范真. 物理学报. 2007(08)
[6]尺寸可控的纳米硅的生长模型和实验验证[J]. 刘艳松,陈铠,乔峰,黄信凡,韩培,高钱波,马忠元,李伟,徐骏,陈坤基. 物理学报. 2006(10)
[7]微晶硅薄膜的结构及光学性质的研究[J]. 郜小勇,李瑞,陈永生,卢景霄,刘萍,冯团辉,王红娟,杨仕娥. 物理学报. 2006(01)
[8]a-SiCx:H/nc-Si:H多层薄膜的室温时间分辨光致可见发光[J]. 王莉,赵艳娥,赵福利,陈弟虎,吴明娒. 发光学报. 2004(06)
[9]绝缘衬底上高密度均匀纳米硅量子点的形成与表面形貌[J]. 李鑫,王晓伟,李雪飞,乔峰,梅嘉欣,李伟,徐骏,黄信凡,陈坤基. 物理学报. 2004(12)
[10]氢化非晶氮化硅薄膜的光学特性研究[J]. 于威,侯海虹,王保柱,刘丽辉,傅广生. 河北大学学报(自然科学版). 2003(03)
本文编号：3325370
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