摻硼富硅氧化硅薄膜光電性能的研究.pdf

1、隨著集成電路的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)金屬互連的信號延遲、器件過熱等問題限制了器件性能的進一步提升。光互連被認為是一種有效的解決途徑，而尋找高效的硅基光源則是關鍵所在。近年來，富硅氧化硅體系因其制備方法與大規(guī)模集成電路工藝相兼容、發(fā)光穩(wěn)定、發(fā)光效率高、機械強度高等優(yōu)點，而受到人們的廣泛關注。而摻雜劑的引入，可以使其光電性能發(fā)生較大改變，導電性得到明顯改善，更加接近于實際應用的需求，引起了人們的濃厚興趣。
　　本論文利用射頻磁控濺射法制備富硅

2、氧化硅(SiOx)薄膜，研究富硅量和硼摻雜對SiOx薄膜及其器件的光學和電學性能的影響，獲得了電學有效摻雜的摻硼SiOx薄膜，薄膜導電性有數(shù)量級上的提升，具體結果如下:
　　隨著富硅量的增大，本征SiOx薄膜PL強度先增強后減弱，且PL峰位發(fā)生一定的紅移。硅納米晶(Si-NCs)結構和分布情況隨富硅量增大而改變，有光學特性的非“接觸”Si-NCs轉變成無光學特性的“接觸”Si-NCs，導致了PL性能的改變。而對于摻硼SiOx薄膜，

3、隨著摻硼量的增大，薄膜PL強度減弱。這主要是由于:Si、B原子晶格失配，誘發(fā)應變缺陷，形成非輻射復合中心;以及摻硼的Si-NCs中的俄歇復合增強，能量傳遞給第三方載流子，而不產(chǎn)生光子。
　　本征SiOx薄膜隨著富硅量的增大，MOS器件導電性先增強后減弱。Si-NCs結構與分布發(fā)生改變，非“接觸”轉變?yōu)椤敖佑|”Si-NCs，提供更多導電通道，導電性增強;當富硅量超過該樣品的滲流閾值，樣品呈簡單無序半導體狀態(tài)，載流子不能有效傳輸，導電