衬底温度对含硅量子点的SiCx薄膜结构及其光学特性的影响

人工晶体学报, 2016, 45(8): 2044-2049.

衬底温度对含硅量子点的SiCx薄膜结构及其光学特性的影响

赵飞 ^1, , 杨雯 ^2, , 陈小波 ^3, , 袁俊宝 ^4, , 杨培志 ^5,

1.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650500

2.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650500

3.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650500;四川文理学院物理与机电工程学院,达州635000

4.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650500

5.云南师范大学太阳能研究所,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明650500

基金项目: 西南地区可再生能源研究与开发协同创新中心(05300205020516009) 国家自然科学基金(51362031)

关键词：衬底温度 , 硅量子点 , SiCx薄膜 , 磁控溅射

Influence of Substrate Temperature on the Structure and Optical Properties of SiCx Thin Films Contained Silicon Quantum Dots

Keywords： substrate temperature , silicon quantum dots , silicon carbide thin film , magnetron sputtering

采用磁控共溅射沉积法,以Si靶和SiC靶为靶材,单晶Si(100)和石英为衬底,在不同衬底温度下沉积了富硅SiCx薄膜.在氮气氛下于1100 ℃退火,得到包含硅量子点的SiCx薄膜.采用傅立叶变换红外吸收光谱、拉曼光谱、掠入射X射线衍射和吸收谱对退火后的SiCx薄膜进行了表征.结果表明:当衬底温度从室温(25℃)升至300℃时,薄膜的晶化率增至71.3％,硅量子点尺寸增至8.9 nm,而光学带隙则减至2.42 eV;随着衬底温度进一步升高,薄膜的晶化率降至63.1％,硅量子点尺寸减小至7.3 nm,而光学带隙却增加至2.57 eV;当衬底温度从室温(25℃)升至400℃时,薄膜的吸收系数呈先增大后减小趋势.在本实验条件下,最佳衬底温度为300℃.

参考文献

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