氮掺入对N型纳米硅薄膜微观结构及光电特性影响（英文）

发布时间：2018-06-16 13:29

本文选题：氮掺入 + 拉曼光谱　；参考：《光谱学与光谱分析》2017年02期

【摘要】：采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)通过改变NH_3流量制备出不同含氮量N型富硅氮化硅硅薄膜。利用Raman散射、红外吸收、紫外-可见光分光光度计及暗态I-V测量等技术分析了氮掺入对薄膜微观结构以及光电特性的影响。结果显示,随着NH_3的增加,薄膜由微晶硅向纳米硅结构转变,薄膜中晶粒尺寸减少,晶化度降低,微观结构有序性降低,所对应薄膜光学带隙增大,而带尾分布变窄。同时,红外吸收谱分析表明,Si—N键合密度增加,P掺杂受阻。暗态I-V测量显示,薄膜电导率随着NH_3掺入整体较微晶硅降低,但随NH_3增加,电导率受到迁移率和载流子浓度等特征共同作用先降低后变大,揭示了影响薄膜电导率的机制存在一定的竞争,然而过高的非晶网络结构将增大载流子的复合导致薄膜电导率显著降低。
[Abstract]:Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) was used to prepare N-type silicon nitride films with different nitrogen content by changing NH _ S _ 3 flow rate. Raman scattering, infrared absorption, UV-Vis spectrophotometer and dark I-V measurements were used to analyze the effect of nitrogen incorporation on the microstructure and photoelectric properties of the films. The results show that with the increase of NH3, the structure of the thin film changes from microcrystalline silicon to nanocrystalline silicon, the grain size decreases, the crystallinity decreases, the order of microstructure decreases, the optical band gap increases and the band tail distribution becomes narrower. At the same time, the infrared absorption spectrum analysis shows that the increase of Si-N bond density is blocked. Dark I-V measurements showed that the conductivity of the films decreased with the incorporation of NH3, but with the increase of NH3, the conductivity was decreased firstly and then increased by the combination of mobility and carrier concentration. It is revealed that there is some competition in the mechanism affecting the conductivity of the films, however, the high amorphous network structure will increase the composition of carriers, resulting in a significant decrease in the conductivity of the films.
【作者单位】：北京航空航天大学物理科学与核能工程学院凝聚态和材料物理中心;
【基金】：The National Natural Science Foundation Project(51572008)
【分类号】：O484

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