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离子注入制备掺Er富硅氧化硅材料光致发光

功能材料与器件学报 2004年第2期10卷 151-154页

作者：张昌盛肖海波王永进陈志君程新利张峰中国科学院上海微系统与信息技术研究所离子束重点实验室上海200050

利用离子注入方法制备了掺Er富硅氧化硅材料,用XRD,TEM方法研究材料微观结构,并测量了样品的光致发光(PL),研究了发光强度随测量温度的变化。试验表明:在1173K以上退火,注入硅集聚,形成φ(2-4)nm的纳米晶硅(nc-Si),纳米晶硅外面包裹非晶... 详细信息

利用离子注入方法制备了掺Er富硅氧化硅材料,用XRD,TEM方法研究材料微观结构,并测量了样品的光致发光(PL),研究了发光强度随测量温度的变化。试验表明:在1173K以上退火,注入硅集聚,形成φ(2-4)nm的纳米晶硅(nc-Si),纳米晶硅外面包裹非晶硅(a-Si),注入的Er离子分布在非晶硅中。通过非晶硅与硅纳米晶相耦合,非晶硅吸收部分硅纳米晶对Er的激发能量,降低了Er的激发效率;在T>150K时,激发态Er与非晶硅间的能量背迁移降低了Er的发光效率。

关键词： Er 富硅氧化硅光致发光温度淬灭

磁控溅射淀积掺Er富Si氧化硅膜中Er^(3+) 1.54μm光致发光

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物理学报 2001年第12期50卷 2487-2491页

作者：袁放成冉广照陈源张伯蕊乔永平傅济时秦国刚马振昌宗婉华北京大学物理系信息产业部电子第十三研究所石家庄050051

用磁控溅射淀积不同富Si程度的掺Er富Si氧化硅薄膜 .室温下测量其光致发光谱 ,观察到各谱中都含有 1.5 4和 1.38μm两个发光峰 ,其中 1.5 4和 1.38μm的光致发光峰分别来自Er3+ 和氧化硅中某种缺陷 .系统研究了Er3+ 1.5 4μm光致发光峰... 详细信息

用磁控溅射淀积不同富Si程度的掺Er富Si氧化硅薄膜 .室温下测量其光致发光谱 ,观察到各谱中都含有 1.5 4和 1.38μm两个发光峰 ,其中 1.5 4和 1.38μm的光致发光峰分别来自Er3+ 和氧化硅中某种缺陷 .系统研究了Er3+ 1.5 4μm光致发光峰强度对富Si程度及退火温度的依赖关系 .还发现 1.5 4μm发光峰强度与 1.38μm发光峰强度相互关联。

关键词： Er 富Si氧化硅光致发光纳米硅薄膜铒富硅氧化硅磁控溅射

铒掺杂富硅热氧化SiO_2/Si发光薄膜的显微结构

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光谱学与光谱分析 2001年第6期21卷 758-762页

作者：徐飞肖志松程国安易仲珍曾宇昕张通和顾岚岚复旦大学应用物理表面国家重点实验室上海200433 北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室南昌大学材料科学与工程系江西南昌330047

利用金属蒸气真空弧 (MEVVA)离子源将稀土元素Er离子掺杂到富硅热氧化SiO2 /Si薄膜中。卢瑟福背散射 (RBS)和X 射线电子能谱仪 (XPS)分析表明 ,Er浓度可达原子百分数 (x)～ 10 ,即Er的原子体浓度为～ 10 2 1·cm-3 。XPS研究发现 ,随着S... 详细信息

利用金属蒸气真空弧 (MEVVA)离子源将稀土元素Er离子掺杂到富硅热氧化SiO2 /Si薄膜中。卢瑟福背散射 (RBS)和X 射线电子能谱仪 (XPS)分析表明 ,Er浓度可达原子百分数 (x)～ 10 ,即Er的原子体浓度为～ 10 2 1·cm-3 。XPS研究发现 ,随着Si注量增大 ,退火态样品表面硅含量增多 ,热氧化硅含量减少。反射式高能电子衍射 (RHEED)和原子灵敏度因子法 (AFM)研究表明 ,样品表面没有大量Er析出或铒硅化物形成 ,退火后表层中Si外延再生长、有针状微晶硅颗粒形成。在 77K及室温下 ,研究了Er掺杂富硅热氧化SiO2 /Si薄膜的近红外区 1 5

关键词： MEVVA离子源半导体薄膜铒光致发光显微结构掺杂 SiO2/Si发光薄膜富硅氧化硅光谱

氧化硅中纳米晶硅薄膜的低温沉积及其键合特性研究

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人工晶体学报 2013年第6期42卷 1035-1040页

作者：于威王建涛李云郭少刚朱海荣傅广生河北大学物理科学与技术学院保定071002

以Ar和H2为溅射气体,采用Si和SiO2双靶活性溅射技术实现了镶嵌纳米晶硅(nc-Si)的富硅氧化硅(SiOx)薄膜的300℃低温生长,并分析了氢气掺入对薄膜微观结构及键合特性的影响。结果表明,氢气流量比的增加导致纳米硅粒子尺寸增加,而生长速率... 详细信息

以Ar和H2为溅射气体,采用Si和SiO2双靶活性溅射技术实现了镶嵌纳米晶硅(nc-Si)的富硅氧化硅(SiOx)薄膜的300℃低温生长,并分析了氢气掺入对薄膜微观结构及键合特性的影响。结果表明,氢气流量比的增加导致纳米硅粒子尺寸增加,而生长速率逐渐减小。薄膜中Si-O键合结构以Si(O4)键为主,随H2流量比的增加,Si-O4-nSin(n=0,1)键密度减小,Si-O4-nSin(n=2,3)和SiH2键密度持续增加,而所对应Si-H键密度呈现先减小后增加趋势,该结果可解释为等离子体内氢原子对反应前驱物中氧的去除效应增强和氢原子与表面氧的解吸附反应几率的增加。

关键词：纳米晶硅富硅氧化硅低温沉积微结构

Al/SRO/Si结构中横向电压作用下的电荷俘获效应

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Journal of Semiconductors 2003年第11期24卷 1180-1184页

作者：于振瑞杜金会张加友李长安 Aceves M 南开大学光电子研究所天津300071 军事交通学院基础部天津300161 Department of Electronics

利用 Al/ SRO/ Si MOS,对富硅二氧化硅 (SRO)材料在横向电压作用下的电荷俘获效应进行了研究 .用L PCVD法在 n型 Si衬底上沉积 SRO材料 ,通过 C- V测量研究其电荷俘获性质 .发现对于 n型 Si衬底 ,在横向电压作用下 ,SRO层能够俘获正电... 详细信息

利用 Al/ SRO/ Si MOS,对富硅二氧化硅 (SRO)材料在横向电压作用下的电荷俘获效应进行了研究 .用L PCVD法在 n型 Si衬底上沉积 SRO材料 ,通过 C- V测量研究其电荷俘获性质 .发现对于 n型 Si衬底 ,在横向电压作用下 ,SRO层能够俘获正电荷 ,电荷俘获效应与 SRO层的性质有关 .基于电位在器件内部的分布及诱导 pn结的形成。

关键词：富硅氧化硅电荷俘获效应 C-V测试诱导pn结

SiO_2:Er和Si_xO_2:Er薄膜室温Er^(3+)1.54μm波长的电致发光

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固体电子学研究与进展 2002年第4期22卷 492-495页

作者：袁放成冉广照陈源戴伦乔永平张伯蕊秦国刚马振昌宗婉华泉州师范学院物理系功能材料研究所 362000 北京大学物理学院 100871 河北半导体研究所

在 n+ -Si衬底上用磁控溅射淀积掺 Er氧化硅 (Si O2 :Er)薄膜和掺 Er富硅氧化硅 (Six O2 :Er,x>1 )薄膜 ,薄膜经适当温度退火后 ,蒸上电极 ,形成发光二极管 (LED)。室温下在大于 4V反偏电压下发射了来自 Er3+的 1 .5 4μm波长的红外光... 详细信息

在 n+ -Si衬底上用磁控溅射淀积掺 Er氧化硅 (Si O2 :Er)薄膜和掺 Er富硅氧化硅 (Six O2 :Er,x>1 )薄膜 ,薄膜经适当温度退火后 ,蒸上电极 ,形成发光二极管 (LED)。室温下在大于 4V反偏电压下发射了来自 Er3+的 1 .5 4μm波长的红外光。测量了由 Si O2 :Er/n+ -Si样品和 Six O2 :Er/n+ -Si样品分别制成的两种 LED,其 Er3+1 .5 4μm波长的电致发光峰强度 ,后者明显比前者强。还发现电致发光强度与 Si O2 :Er/n+ -Si样品和 Six O2 :Er/n+

关键词：铒富硅氧化硅电致发光纳米硅

掺铒纳米晶硅和掺铒非晶纳米硅薄膜的发光性质

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发光学报 2005年第5期26卷 647-650页

作者：陈维德陈长勇卞留芳中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院表面物理国家重点实验室北京100080

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备含有纳米晶硅的S iO2(NCSO)和含有非晶纳米硅颗粒的氢化非晶氧化硅(a-S iOx∶H)薄膜。采用离子注入和高温退火方法将稀土Er掺入含有纳米晶硅(nc-S i)和非晶纳米硅(a-n-S i)颗粒的基体中。利... 详细信息

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备含有纳米晶硅的S iO2(NCSO)和含有非晶纳米硅颗粒的氢化非晶氧化硅(a-S iOx∶H)薄膜。采用离子注入和高温退火方法将稀土Er掺入含有纳米晶硅(nc-S i)和非晶纳米硅(a-n-S i)颗粒的基体中。利用IFS/20HR傅里叶变换红外光谱仪和微区拉曼散射光谱仪研究含有纳米晶硅和非晶纳米硅颗粒的薄膜掺稀土前后的发光特性。结果表明来自nc-S i在800 nm的发光强度比来自a-S iOx∶H基体中非晶纳米硅的发光强度高近一个数量级,而来自a-S iOx∶H在1.54μm的发光强度比NCSO高4倍。还研究了掺铒a-S iOx∶H薄膜中S i颗粒和Er3+的发光强度随退火温度的变化,结合掺铒纳米晶硅和非晶纳米硅薄膜发光强度随Er掺杂浓度变化和Ram an散射等的测量结果,进一步明确指出a-S i颗粒在Er3+的激发中可以起到和nc-S i同样的作用,即作为光吸收介质和敏化剂的作用。

关键词：稀土离子注入纳米硅富硅氧化硅

硅含量对SiO_x薄膜光学和电学性能的影响

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材料科学与工程学报 2013年第5期31卷 651-654页

作者：陈乐谢敏金璐王锋杨德仁浙江大学硅材料国家重点实验室浙江杭州310027

利用射频磁控溅射法通过调节硅(Si)靶的溅射功率制备了不同的富硅氧化硅(SiOx,1硅纳米晶(Si-NCs)。而SiOx薄膜热处理后的光致发光(PL)强度及其MOS器件的导电性都存在随其硅含量的增... 详细信息

利用射频磁控溅射法通过调节硅(Si)靶的溅射功率制备了不同的富硅氧化硅(SiOx,1硅纳米晶(Si-NCs)。而SiOx薄膜热处理后的光致发光(PL)强度及其MOS器件的导电性都存在随其硅含量的增大而先增强后减弱的趋势,且光致发光有一定的红移现象。这是由于随着硅含量的增大,SiOx薄膜中Si-NCs的结构与分布发生改变,形成"接触"Si-NCs,从而使得光学和电学性能发生改变。

关键词：射频磁控溅射富硅氧化硅硅纳米晶光致发光导电性

掺Er：Al2O3和掺Er：nc-Si/SiO2材料的制备与表征

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掺Er：Al2O3和掺Er：nc-Si/SiO2材料的制备与表征

作者：肖海波中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）

学位级别：硕士

随着全光网络和光子集成技术的发展，掺铒光波导放大器(EDWA：Er Doped Waveguide Amplifier)作为较新的研究领域，正在受到越来越多科研工作者的重视。本论文采用离子束辅助沉积和离子注入法开展了掺Er：AlO薄膜和掺Er：nc-Si／SiO材... 详细信息

随着全光网络和光子集成技术的发展，掺铒光波导放大器(EDWA：Er Doped Waveguide Amplifier)作为较新的研究领域，正在受到越来越多科研工作者的重视。本论文采用离子束辅助沉积和离子注入法开展了掺Er：AlO薄膜和掺Er：nc-Si／SiO材料的研究。实验采用离子束辅助沉积和离子注入法制备了掺铒AlO薄膜，研究了不同退火温度下，样品的成分、结构、表面形貌和化学价态。随退火温度的升高，Er离子被激活，样品的光致发光强度随退火温度升高而上升。样品在700℃退火下，折射率和粗糙度都达到最小值，影响了透射谱中此样品的透射峰强度和光吸收损耗，并影响了光致发光谱。论文对材料发光机理进行了一些探讨。有关微观结构的具体变化，及对材料光致发光机理的影响需要系统的研究。实验还采用Xe离子轰击的方法制备了非晶的AlO薄膜，研究了轰击对样品表面形貌的影响。论文还利用离子注入方法制备了纳米颗粒直径为2～4nm的nc-Si／SiO材料，制备的Si纳米晶颗粒周围分布着大量的非晶硅。随退火温度升高，非晶硅层减少，晶化加强。论文制备了掺铒nc-Si／SiO材料。研究了材料的微观结构，并测量了样品的光致发光谱，研究了材料的微观结构和掺Er后材料发光强度随测量温度的变化。实验对材料的发光机理进行了深入的探讨，发现存在于非晶氧化硅及其界面上的光激活Er离子，通过非晶硅与纳米硅相耦合，非晶硅的存在影响了纳米硅与Er离子间的能量传递，对Polman等人的纳米硅与Er的强耦合模型提出了改进。最后，论文初步开展了联合沉积法制备掺Er薄膜材料的工作。

关键词：掺饵波导放大器光致发光 Al2O3光波导材料纳米硅富硅氧化硅