SiCN薄膜的制備及其光學(xué)參數(shù)的研究.pdf

1、硅碳氮(SiCN)是一種新型的寬帶隙半導(dǎo)體材料，光學(xué)特性優(yōu)良，在光電子器件領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。不同Si、C、N元素含量的SiCN薄膜的帶隙在2.86-5.00 eV范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，非常有利于SiCN薄膜在發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光器等領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　 本文采用熱絲化學(xué)氣相沉積(HFCVD)法在硅、石英襯底上制備了SiCN薄膜。探索分析了所采用的制備工藝(SiH4/CH4/N2流量、襯底溫度、反應(yīng)室壓強(qiáng))對(duì)薄膜質(zhì)量的影響，得

2、到以石英為襯底的優(yōu)化制備工藝參數(shù)為：鎢絲溫度2000℃、襯底溫度950℃、鎢絲距襯底的距離9 mm、SiH4、CH4和N2流量分別為1 SCCM、2 SCCM和6 SCCM，反應(yīng)室壓強(qiáng)6.5×102Pa。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線衍射(XRD)、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FT-IR)以及薄膜分析儀等檢測手段分析了優(yōu)化工藝條件下所制備的SiCN薄膜的表面形貌、結(jié)構(gòu)以及光學(xué)參數(shù)，將薄膜的結(jié)晶相、微觀結(jié)構(gòu)、表面價(jià)

3、態(tài)、表面鍵、薄膜成分等相關(guān)信息與薄膜分析儀所測試的薄膜的光學(xué)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　 采用nkd8000e薄膜分析儀在350nm-2200nm波長范圍內(nèi)測量薄膜的透射率T、反射率R、消光系數(shù)k，并通過曲線擬合的方法高速、精確的擬合出薄膜的折射率n和厚度d，分析了不同工藝條件對(duì)薄膜光學(xué)參數(shù)的影響。結(jié)果表明，N2流量的增加和減小均使得薄膜的折射率減小。樣品的折射率隨波長的增大而逐漸降低。在儀器所涉及的紫外光波段，350-400nm