磁控濺射法制備Si摻雜ZnO薄膜及Al-,2-O-,3-包埋Si納米晶薄膜.pdf

1、作為一種重要的微電子薄膜材料，Si已在超大規(guī)模集成電路（VLSI）、太陽(yáng)電池、液晶顯示、記憶存儲(chǔ)以及特種半導(dǎo)體器件中都獲得了成功的應(yīng)用。近年，隨著各類(lèi)納米薄膜材料與納米量子器件的興起，具有納米晶粒多晶Si薄膜的結(jié)構(gòu)制備與電學(xué)特性的研究也引起了廣泛的關(guān)注。氧化鋅（ZnO）是Ⅱ—Ⅵ族直接寬帶隙半導(dǎo)體（室溫帶隙3．37eV），因?yàn)榫哂休^高的激子束縛能（60meV），使得它成為理想的下一代紫外發(fā)光二極管和激光二極管的候選材料。把ZnO和Si兩種

2、材料的光電性質(zhì)結(jié)合到一起，將在光電領(lǐng)域具有極其重要的意義。目前這方面的研究工作多數(shù)都集中于在Si襯底上生長(zhǎng)和制作ZnO的薄膜器件和納米結(jié)構(gòu)等研究上，而作為納米粒子的發(fā)光效率被認(rèn)為要比薄膜和一維納米材料高得多。 本文首先利用射頻磁控濺射技術(shù)制備了Si摻雜ZnO薄膜，然后以不同的退火溫度對(duì)樣品進(jìn)行熱處理。利用X射線(xiàn)衍射（XRD），共振拉曼和光致發(fā)光（PL）研究了Si摻雜ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)及發(fā)光性質(zhì)。研究表明，在Si摻雜ZnO薄膜中生成

3、了ZnO納米粒子。隨著退火溫度的升高，ZnO納米粒子的結(jié)晶性變好，并且粒子半徑逐漸增大。ZnO的可見(jiàn)區(qū)發(fā)射隨著退火溫度的升高逐漸增強(qiáng)，這對(duì)制作ZnO白光LED有很重要的意義。變溫光致發(fā)光結(jié)果表明，Si摻雜ZnO薄膜中的雜質(zhì)Si增強(qiáng)了ZnO中的束縛激子能量，從而增強(qiáng)紫外發(fā)光。 本文還利用直流磁控濺射技術(shù)制備出A1包埋納米Si薄膜，并以不同退火溫度對(duì)樣品進(jìn)行熱處理，得到了Al2O3包埋納米Si薄膜。利用X射線(xiàn)衍射（XRD）和光致發(fā)光