周期性梯度富硅SiNx薄膜的微结构与发光特性

无机材料学报, 2014, 29(12): 1270-1274. doi: 10.15541/jim20140123

周期性梯度富硅SiNx薄膜的微结构与发光特性

陈小波 ^1, , 杨雯 ^2, , 段良飞 ^3, , 张力元 ^4, , 杨培志 ^5,

1.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650092;四川文理学院物理与机电工程学院,达州635000

2.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650092

3.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650092

4.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650092

5.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650092

基金项目: 国家自然科学基金(51362031,U1037604) National Natural Science Foundation of China (51362031,U1037604)

关键词： Si量子点 , 氮化硅薄膜 , 快速光热退火 , 光致发光

Microstructure and Luminous Property of Periodical Gradient Si-rich SiNx Thin Films

Keywords： silicon quantum dots , silicon nitride film , rapid photo-thermal annealing , photoluminescence

采用磁控共溅射结合快速光热退火技术在单晶硅和石英衬底上制备了含硅量子点的周期性梯度富硅SiNx薄膜(梯度薄膜)和单层富硅SiNx薄膜(单层薄膜).采用Raman光谱、掠入射X射线衍射(GIXRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和光致发光(PL)光谱分析了薄膜的结构特性、键合特性和发光特性.Raman光谱、GIXRD和TEM结果表明,梯度薄膜和单层薄膜中的硅量子点晶化率分别为41.7％和39.2％;梯度薄膜的硅量子点密度是单层薄膜的5.4倍.FTIR光谱结果显示两种薄膜均为富硅氮化硅薄膜,梯度薄膜的硅含量小于单层薄膜.PL光谱结果表明梯度薄膜中的辐射复合缺陷少于单层薄膜.

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