硅基非晶合金薄膜及其器件化應用研究.pdf

1、半導體器件由于其獨特的導電性能、能耗低和易于集成等優(yōu)點被廣泛應用于能源、通信、醫(yī)療及軍事等領域上。在半導體器件的大家族中，以硅及其相關材料形成的器件為主。隨著信息技術的不斷發(fā)展，生產制備技術和工藝水平的提高，已經研制出了種類繁多、功能各異的硅基器件。
　　本文采用射頻磁控共濺射方法沉積非晶硅釕(a-Si1-xRux)合金薄膜，研究金屬元素Ru的引入對制備態(tài)以及退火態(tài)薄膜微結構和光電性能的影響。研究發(fā)現，隨著Ru名義濃度的增加，非晶

2、網絡的短程有序度有所下降，但適量的Ru摻雜可使非晶硅薄膜的光學帶隙減小，同時缺陷密度有所降低、成鍵趨于穩(wěn)定，薄膜由疏松變得致密。隨著Ru摻雜濃度的增加，a-Si1-xRux薄膜的電導率大幅上升，其中，Ru濃度為8％的a-Si1-xRux薄膜的電導率可達到10-1 S/cm；薄膜的電阻溫度系數TCR隨Ru摻雜比例的增加而減少，但適當控制Ru的摻雜濃度，薄膜的TCR仍然保持在2%以上。研究表明，a-Si1-xRux合金薄膜具有良好的電導率和

3、適當的TCR值，在紅外探測器等領域上有著良好的應用前景。采用射頻磁控共濺射方法沉積非晶硅銀(a-Si1-xAgx)合金薄膜，研究了Ag摻雜濃度對a-Si1-xAgx薄膜微結構和光電性能的影響。設計并制備了Ag/a-Si/p-Si三明治結構，可用于非晶硅基憶阻器電阻開關效應的在線橢偏研究。以硅基光波導開關為研究對象，將非晶硅銀合金薄膜應用于集成光學器件，通過仿真軟件研究了“非晶硅/硅波導”光開關的“導通”和“阻斷”特性，發(fā)現波導中的光場能