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Luminescence and recombine centre in ZnO/Si films

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Frontiers of Electrical and Electronic Engineering in China 2009年第1期4卷 93-97页

作者： Cihui LIU Ran YAO Jianfeng SU Zeyu MA zhuxi fu Department of Physics University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China

The D0h luminescence of ZnO films deposited on p-type Si substrates is produced by metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD).After annealing in the air at 700°C for an hour,the photoluminescence(PL)spectra,the I-V characteristics and the deep level transient spectroscopy(DLTS)of the samples are *** the samples have a rectification *** signals show two deep levels of E1 and *** Gaussian fit curves of the PL spectra at room temperature show three luminescence lines b,c and d,of which b is attributed to the exciton *** donor level E1 measured by DLTS and the location state donor ionization energy Ed of the closely neighboring emission lines c and d are correlated.E1 is judged as neutral donor bound to hole emission(D0h).Moreover,the intensity of the PL spectra decreases while the relative density of E2 increases,showing that E2 has the property of a nonradiative center.

关键词： metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD) ZnO/p-Si heterojunction defect

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ZnO／SiC／Si异质结构的特性

材料研究学报 2006年第3期20卷 259-261页

作者：段理林碧霞姚然傅竹西中国科学技术大学物理系合肥230026

用MOCVD方法在P型单晶Si(100)基片上外延SiC层,再用直流溅射在SiC层上生长ZnO薄膜,制备出 ZnO／SiC／Si异质结构,用XRD和AFM分析了ZnO／SiC／Si和ZnO／Si异质结构中表层ZnO的结构和形貌的差别,研究了这种异质结构的特性．结果表明,在Si(... 详细信息

用MOCVD方法在P型单晶Si(100)基片上外延SiC层,再用直流溅射在SiC层上生长ZnO薄膜,制备出 ZnO／SiC／Si异质结构,用XRD和AFM分析了ZnO／SiC／Si和ZnO／Si异质结构中表层ZnO的结构和形貌的差别,研究了这种异质结构的特性．结果表明,在Si(100)基片上外延生长出的是高取向、高结晶质量的SiC(100)层．这个SiC层缓冲层使在Si基片上外延生长出了高质量ZnO薄膜,因为ZnO与SiC的晶格失配比ZnO与Si的晶格失配更低．

关键词：无机非金属材料,ZnO薄膜,SiC缓冲层,异质外延,结构特性

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Sb掺杂ZnO薄膜的缺陷和光学性质研究

中国科学技术大学学报 2011年第1期41卷 72-75页

作者：陈小庆孙利杰傅竹西中国科学技术大学物理系安徽合肥230026

采用磁控溅射方法在6H-SiC单晶片上制备了锑(Sb)掺杂的氧化锌(ZnO)薄膜.利用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的结晶质量和成分进行了测试.结果表明所得到的ZnO∶Sb薄膜结晶质量良好,掺Sb浓度为原子数分数1%,并且掺入的Sb原... 详细信息

采用磁控溅射方法在6H-SiC单晶片上制备了锑(Sb)掺杂的氧化锌(ZnO)薄膜.利用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的结晶质量和成分进行了测试.结果表明所得到的ZnO∶Sb薄膜结晶质量良好,掺Sb浓度为原子数分数1%,并且掺入的Sb原子处于Zn原子的位置.利用低温及变温光致发光谱(PL)研究了ZnO∶Sb薄膜的光学性质,观察到了与Sb有关的A0X发射,并且计算得到其受主能级为150meV.分析认为掺Sb的ZnO薄膜中受主来源于SbZn-2VZn复合缺陷.

关键词： Sb掺杂低温PL谱 ZnO A0X

C面蓝宝石衬底上6H-SiC薄膜的低压化学气相外延生长与表征

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材料研究学报 2008年第1期22卷 37-41页

作者：郑海务苏剑峰顾玉宗张杨傅竹西微系统物理研究所河南大学物理与电子学院开封475001 中国科学技术大学物理系合肥230026

采用低压化学气相沉积方法在C面蓝宝石衬底上异质外延生长出高结晶质量和良好表面形貌的6H-SiC薄膜,研究了C_3H_8气体流速对薄膜结晶质量的影响.随着C_3H_8气体流速的降低,薄膜的结晶质量先增加后降低,表明薄膜的生长在开始阶段受表面... 详细信息

采用低压化学气相沉积方法在C面蓝宝石衬底上异质外延生长出高结晶质量和良好表面形貌的6H-SiC薄膜,研究了C_3H_8气体流速对薄膜结晶质量的影响.随着C_3H_8气体流速的降低,薄膜的结晶质量先增加后降低,表明薄膜的生长在开始阶段受表面反应控制,而后受质量输运控制.所得到的结晶质量最好的6H-SiC薄膜,其摇摆曲线半高宽为0.6°,已经达到单晶水平.没有使用AlN过渡层,制备出结晶质量更好的SiC薄膜,表明对于蓝宝石衬底上SiC薄膜的生长,起决定性因素的是温度,过渡层不是影响SiC薄膜结晶质量的主要因素.

关键词：无机非金属材料 6H-SiC薄膜低压CVD 蓝宝石微结构

ZnO:LiCl/p-Si薄膜中的施主-受主发光

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Journal of Semiconductors 2007年第Z1期28卷 171-174页

作者：刘磁辉徐小秋钟泽傅竹西中国科技大学物理系合肥230026 中国科技大学物理系合肥230026 中国科技大学物理系合肥230026 中国科技大学物理系合肥230026

用溶胶凝胶法(sol-gel technique)在p-Si上制备LiCl:ZnO薄膜.试样分别进行O2-600℃,O2-900℃热退火处理.在77～325K温度范围内作电流-温度(I-T)和深能级瞬态谱(DLTS)测量.DLTS测量获得的两种试样中存在一个稳定的深能级中心.(I-T)测量... 详细信息

用溶胶凝胶法(sol-gel technique)在p-Si上制备LiCl:ZnO薄膜.试样分别进行O2-600℃,O2-900℃热退火处理.在77～325K温度范围内作电流-温度(I-T)和深能级瞬态谱(DLTS)测量.DLTS测量获得的两种试样中存在一个稳定的深能级中心.(I-T)测量证实这个深能级中心是与ZnO的本征缺陷相关的.室温PL谱测量得到两种试样存在较强的深能级发光,而紫外发光较弱.由实验结果推测,试样主要的深能级发光过程是电子从双离化Zni**施主能级向单离化V'zn受主能级的跃迁.在O2气氛退火作用下深能级的发光强度增强.

关键词：氧化锌薄膜 I-V特性深能级施主-受主发光

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硅衬底碳化对异质外延SiC薄膜结构的影响

材料研究学报 2006年第3期20卷 231-234页

作者：苏剑峰郑海务林碧霞朱俊杰傅竹西中国科学技术大学物理系合肥230026

用LPMOCVD方法在P-Si(111)衬底上异质外延生长SiC,用碳化方法生长出具有单晶结构的3C-SiC薄膜, 研究了开始碳化温度、丙烷流量和碳化时间对结晶质量的影响．结果表明,在较低的温度开始碳化不利于丙烷的分解,不能形成很好的过渡层;碳化... 详细信息

用LPMOCVD方法在P-Si(111)衬底上异质外延生长SiC,用碳化方法生长出具有单晶结构的3C-SiC薄膜, 研究了开始碳化温度、丙烷流量和碳化时间对结晶质量的影响．结果表明,在较低的温度开始碳化不利于丙烷的分解,不能形成很好的过渡层;碳化时丙烷流量过大会造成碳污染,碳化时间过长使过渡层的结晶质量降低．最佳的碳化条件为:开始碳化温度 1150℃,碳化时间和碳化时丙烷的流量分别为8 min和2 sccm．

关键词：无机非金属材料,LPMOCVD,3C—SiC,p-Si(111)衬底

应力对ZnO/Si异质结构的光致发光的影响(英文)

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Journal of Semiconductors 2006年第2期27卷 239-244页

作者：傅竹西孙贤开朱俊杰林碧霞中国科技大学物理系合肥230026

研究了ZnO薄膜中应力对发光的影响.实验样品为ZnO体单晶、在Si基片上直接生长的ZnO薄膜以及通过SiC过渡层在Si基片上生长的ZnO薄膜.测量了这三种样品的X射线衍射图形、喇曼光谱和光致发光光谱.由X射线衍射图形可以看出,由于SiC过渡层缓... 详细信息

研究了ZnO薄膜中应力对发光的影响.实验样品为ZnO体单晶、在Si基片上直接生长的ZnO薄膜以及通过SiC过渡层在Si基片上生长的ZnO薄膜.测量了这三种样品的X射线衍射图形、喇曼光谱和光致发光光谱.由X射线衍射图形可以看出,由于SiC过渡层缓解了ZnO与Si之间的晶格失配,使得通过SiC过渡层在Si上生长的ZnO薄膜的结晶质量好于直接在Si上生长的ZnO薄膜的质量.进一步通过喇曼谱测量发现,与ZnO体单晶相比,直接在Si上生长的ZnO薄膜的E2(high)峰红移1.9cm-1,根据喇曼谱峰位移与应力的关系可以推出薄膜中存在0.4GPa的张应力;而通过SiC过渡层在Si上生长的ZnO薄膜的E2(high)峰红移0.9cm-1,对应着0.2GPa的张应力.对照X射线衍射图形的结果可以看出,薄膜中张应力的大小与薄膜的结晶质量密切相关,表明张应力来源于外延层和基片间的晶格失配,晶格失配越大,外延层中产生的张应力越大.有无SiC过渡层的两种薄膜样品的PL光谱中都存在紫外和绿光两种谱带,随样品热处理时氧气分压增加,两种样品都出现绿光增强的相似的变化规律,但有SiC过渡层的样品的变化幅度较小.这一结果说明,绿色发光中心与薄膜的质量,也就是与薄膜中存在的张应力大小有关.在以往研究中得出的非故意掺杂ZnO薄膜的绿色发光中心来源于氧反位缺陷(OZn),文中研究的结果正好可以解释氧反位缺陷形成的原因.由于薄膜中存在张应力,使得样品的能量升高,其结果必然会产生缺陷来释放张应力,以便降低系统能量.而氧离子半径大于锌离子半径,氧替位锌有利于释放张应力,也就是说,在存在张应力的情况下,OZn的形成能降低.这一结果进一步证明Si上生长的ZnO薄膜中的绿色发光中心与氧反位缺陷有关.

关键词： ZnO/Si异质结构光致发光晶格失配双轴张应力

衬底取向对Al掺杂3C-SiC薄膜微结构的影响（英文）

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硅酸盐学报 2015年第7期43卷 986-990页

作者：苏剑峰肖宏宇牛强唐春娟张永胜傅竹西洛阳理工学院数理部洛阳471023 中国科学技术大学物理系合肥230026

采用低压化学气相沉积(LPCVD)法分别在Si(100)和Si(111)衬底上制备了Al掺杂的3C-Si C薄膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Raman光谱对所制备薄膜的微结构、形貌以及内部应力的演变进行分析。结果表明:在Si(100)衬底上制备的Al掺杂Si ... 详细信息

采用低压化学气相沉积(LPCVD)法分别在Si(100)和Si(111)衬底上制备了Al掺杂的3C-Si C薄膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Raman光谱对所制备薄膜的微结构、形貌以及内部应力的演变进行分析。结果表明:在Si(100)衬底上制备的Al掺杂Si C薄膜具有较好的结晶质量,而且结晶质量受Al掺杂浓度的影响比较大。Al掺杂Si C薄膜的生长模式为二维层状生长模式。Si(100)衬底上所制备的Al掺杂Si C薄膜表面为层状的四边形结构,而Si(111)衬底上的Al掺杂Si C薄膜表面为层状的截角三角形结构。Si(100)衬底上的薄膜厚度略大于Si(111)衬底上的。由于Al离子的掺入和薄膜厚度的增加,Si(100)衬底上所制备的Al掺杂Si C薄膜内部的应力得到很好的释放。Si(111)衬底上的Al掺杂Si C薄膜内部的应力则由张应力模式转为压应力模式,而且纵光学声子(LO)、横光学声子(TO)特征峰分离变大,出现这种现象的原因可能与Al3+替代Si4+使Si C离子性增强和生长模式的转变有关。

关键词：低压化学气相沉积铝掺杂碳化硅薄膜衬底取向微结构

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共振腔增强型光电探测器

物理 1999年第5期28卷 282-285页

作者：傅竹西中国科学技术大学物理系

共振腔增强型光电探测器是近十年发展起来的新型探测器．它是在探测器内制备微共振腔并在中间插入激活层构成的．在这种结构中，由于共振腔对非共振波长的抑制及对共振光场的放大作用，使探测器的量子效率在共振波长处被增强，带宽－量... 详细信息

共振腔增强型光电探测器是近十年发展起来的新型探测器．它是在探测器内制备微共振腔并在中间插入激活层构成的．在这种结构中，由于共振腔对非共振波长的抑制及对共振光场的放大作用，使探测器的量子效率在共振波长处被增强，带宽－量子效率之积比传统的光电二极管提高了近３倍．由于它同时具备对波长的选择作用和高频响应特性。

关键词：共振腔增强型光电探测器半导体原理性能