PECVD制備a-Si:H（nc-Si:H）/a-SiC:H多層薄膜的光電特性研究
發(fā)布時間：2021-08-06 07:40
本工作采取射頻等離子體加強化學氣相沉積（RF-PECVD）技術,以H2稀釋的CH4和SiH4作為作用氣體,分別在石英襯底和單晶硅襯底上制備了a-Si:H/a-Si C:H多層薄膜,并利用高溫熱退火方法制備了晶粒尺寸可控的nc-Si:H/a-SiC:H多層結構薄膜。利用透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射儀（XRD）、Raman散射光譜儀對樣品的微結構進行了表征,證明了我們制備的多層結構薄膜界面陡峭且周期性良好;在1050℃溫度下,20分鐘納米硅顆粒就會生長到與子層厚相當?shù)某叽�。利用分光光度計對nc-Si:H/a-SiC:H多層結構薄膜的透射和反射進行測量并分析,結果表明:隨著勢阱層厚度的減小,樣品的吸收系數(shù)會減小,光學帶隙增大;勢壘層厚度對薄膜的光吸收并沒有很大影響。利用半導體特性分析儀對a-Si:H（nc-Si:H）/a-SiC:H多層薄膜的垂直輸運特性進行測量,分析表明:在對a-Si:H/a-SiC:H多層膜的垂直輸運特性研究中發(fā)現(xiàn)了共振隧穿,而對于nc-Si:H/a-SiC:H多層結構,在低場下的隧穿機制為直接隧穿,高場強下的載流子輸運符合Fowler–Nordheim（FN）隧...
【文章來源】：河北大學河北省
【文章頁數(shù)】：57 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
實驗采用的PECVD系統(tǒng)結構示意圖
圖 2.3 多層結構薄膜 XRD 測試示意圖膜剖面結構微鏡即 Transmission Electron Microscope（TEM），簡稱透子槍、樣品室、物鏡、中間鏡、透射鏡六部分。由于其具點，經常用來探測觀察納米材料的超微結構，通過照片可晶粒尺寸、晶面間距、界面特性等信息�；驹硎前哑罚捎陔娮訒c薄膜結構內的原子發(fā)生相互作用而改變射，而散射角的大小與樣品的特性有直接關系，會在 TE測量之前需要研磨樣品而后進行離子減薄等工藝過程的處制造的Tecnai F20高分辨率TEM 對制備的a-Si:H/a-SiC
河北大學理學碩士學位論文122 d sin k （2.5）圖 2.3 多層結構薄膜 XRD 測試示意圖2.2.4 多層薄膜剖面結構透射電子顯微鏡即 Transmission Electron Microscope（TEM），簡稱透射電鏡，一般包括聚光鏡、電子槍、樣品室、物鏡、中間鏡、透射鏡六部分。由于其具有分辨率高、放大倍數(shù)高等特點，經常用來探測觀察納米材料的超微結構，通過照片可以分析薄膜的剖面結構、晶向、晶粒尺寸、晶面間距、界面特性等信息。基本原理是把經過加速的電子束射向超薄樣品，由于電子會與薄膜結構內的原子發(fā)生相互作用而改變運動方向，從而產生立體角散射，而散射角的大小與樣品的特性有直接關系，會在 TEM 照片上有直接反映。對樣品進行測量之前需要研磨樣品而后進行離子減薄等工藝過程的處理，本課題采用由美國FEI公司制造的Tecnai F20高分辨率TEM 對制備的a-Si:H/a-SiC:H多層結構薄膜和 nc-Si:H/a-SiC:H 多層結構薄膜的微結構進行表征，分辨率為 0.2nm。2.2.5 光學特性測試紫外-可見-近紅外（UV-VIS-NIR）分光光度計是利用波長從紫外到可見光再到近紅外區(qū)域的光子照射樣品，可以測量樣品的透射曲線、反射曲線等，一般包括光源
【參考文獻】：
期刊論文
[1]nc-Si:H/α-SiC:H多層膜的結構與光吸收特性[J]. 馬蕾,蔣冰,陳乙豪,沈波,彭英才. 物理學報. 2014(13)
[2]納米結構太陽電池的研究與展望[J]. 彭英才,江子榮,王峰,馬蕾,婁建忠. 微納電子技術. 2011(08)
[3]The origin of blue photoluminescence from nc-Si/SiO2 multilayers[J]. 馬忠元,郭四華,陳德媛,魏德遠,姚瑤,周江,黃銳,李偉,徐駿,徐嶺,黃信凡,陳坤基,馮端. Chinese Physics B. 2008(01)
[4]發(fā)光納米硅/二氧化硅多層膜的特性與氫氣氛退火的影響[J]. 夏正月,韓培高,韋德遠,陳德媛,徐駿,馬忠元,黃信凡,陳坤基. 物理學報. 2007(11)
[5]氫化硅薄膜介觀力學行為及其與微結構內稟關聯(lián)特性[J]. 王權,丁建寧,何宇亮,薛偉,范真. 物理學報. 2007(08)
[6]尺寸可控的納米硅的生長模型和實驗驗證[J]. 劉艷松,陳鎧,喬峰,黃信凡,韓培,高錢波,馬忠元,李偉,徐駿,陳坤基. 物理學報. 2006(10)
[7]微晶硅薄膜的結構及光學性質的研究[J]. 郜小勇,李瑞,陳永生,盧景霄,劉萍,馮團輝,王紅娟,楊仕娥. 物理學報. 2006(01)
[8]a-SiCx:H/nc-Si:H多層薄膜的室溫時間分辨光致可見發(fā)光[J]. 王莉,趙艷娥,趙福利,陳弟虎,吳明娒. 發(fā)光學報. 2004(06)
[9]絕緣襯底上高密度均勻納米硅量子點的形成與表面形貌[J]. 李鑫,王曉偉,李雪飛,喬峰,梅嘉欣,李偉,徐駿,黃信凡,陳坤基. 物理學報. 2004(12)
[10]氫化非晶氮化硅薄膜的光學特性研究[J]. 于威,侯海虹,王保柱,劉麗輝,傅廣生. 河北大學學報(自然科學版). 2003(03)
本文編號：3325370
【文章來源】：河北大學河北省
【文章頁數(shù)】：57 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
實驗采用的PECVD系統(tǒng)結構示意圖
圖 2.3 多層結構薄膜 XRD 測試示意圖膜剖面結構微鏡即 Transmission Electron Microscope（TEM），簡稱透子槍、樣品室、物鏡、中間鏡、透射鏡六部分。由于其具點，經常用來探測觀察納米材料的超微結構，通過照片可晶粒尺寸、晶面間距、界面特性等信息�；驹硎前哑罚捎陔娮訒c薄膜結構內的原子發(fā)生相互作用而改變射，而散射角的大小與樣品的特性有直接關系，會在 TE測量之前需要研磨樣品而后進行離子減薄等工藝過程的處制造的Tecnai F20高分辨率TEM 對制備的a-Si:H/a-SiC
河北大學理學碩士學位論文122 d sin k （2.5）圖 2.3 多層結構薄膜 XRD 測試示意圖2.2.4 多層薄膜剖面結構透射電子顯微鏡即 Transmission Electron Microscope（TEM），簡稱透射電鏡，一般包括聚光鏡、電子槍、樣品室、物鏡、中間鏡、透射鏡六部分。由于其具有分辨率高、放大倍數(shù)高等特點，經常用來探測觀察納米材料的超微結構，通過照片可以分析薄膜的剖面結構、晶向、晶粒尺寸、晶面間距、界面特性等信息。基本原理是把經過加速的電子束射向超薄樣品，由于電子會與薄膜結構內的原子發(fā)生相互作用而改變運動方向，從而產生立體角散射，而散射角的大小與樣品的特性有直接關系，會在 TEM 照片上有直接反映。對樣品進行測量之前需要研磨樣品而后進行離子減薄等工藝過程的處理，本課題采用由美國FEI公司制造的Tecnai F20高分辨率TEM 對制備的a-Si:H/a-SiC:H多層結構薄膜和 nc-Si:H/a-SiC:H 多層結構薄膜的微結構進行表征，分辨率為 0.2nm。2.2.5 光學特性測試紫外-可見-近紅外（UV-VIS-NIR）分光光度計是利用波長從紫外到可見光再到近紅外區(qū)域的光子照射樣品，可以測量樣品的透射曲線、反射曲線等，一般包括光源
【參考文獻】：
期刊論文
[1]nc-Si:H/α-SiC:H多層膜的結構與光吸收特性[J]. 馬蕾,蔣冰,陳乙豪,沈波,彭英才. 物理學報. 2014(13)
[2]納米結構太陽電池的研究與展望[J]. 彭英才,江子榮,王峰,馬蕾,婁建忠. 微納電子技術. 2011(08)
[3]The origin of blue photoluminescence from nc-Si/SiO2 multilayers[J]. 馬忠元,郭四華,陳德媛,魏德遠,姚瑤,周江,黃銳,李偉,徐駿,徐嶺,黃信凡,陳坤基,馮端. Chinese Physics B. 2008(01)
[4]發(fā)光納米硅/二氧化硅多層膜的特性與氫氣氛退火的影響[J]. 夏正月,韓培高,韋德遠,陳德媛,徐駿,馬忠元,黃信凡,陳坤基. 物理學報. 2007(11)
[5]氫化硅薄膜介觀力學行為及其與微結構內稟關聯(lián)特性[J]. 王權,丁建寧,何宇亮,薛偉,范真. 物理學報. 2007(08)
[6]尺寸可控的納米硅的生長模型和實驗驗證[J]. 劉艷松,陳鎧,喬峰,黃信凡,韓培,高錢波,馬忠元,李偉,徐駿,陳坤基. 物理學報. 2006(10)
[7]微晶硅薄膜的結構及光學性質的研究[J]. 郜小勇,李瑞,陳永生,盧景霄,劉萍,馮團輝,王紅娟,楊仕娥. 物理學報. 2006(01)
[8]a-SiCx:H/nc-Si:H多層薄膜的室溫時間分辨光致可見發(fā)光[J]. 王莉,趙艷娥,趙福利,陳弟虎,吳明娒. 發(fā)光學報. 2004(06)
[9]絕緣襯底上高密度均勻納米硅量子點的形成與表面形貌[J]. 李鑫,王曉偉,李雪飛,喬峰,梅嘉欣,李偉,徐駿,黃信凡,陳坤基. 物理學報. 2004(12)
[10]氫化非晶氮化硅薄膜的光學特性研究[J]. 于威,侯海虹,王保柱,劉麗輝,傅廣生. 河北大學學報(自然科學版). 2003(03)
本文編號：3325370
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