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

摘要

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SiC_x薄膜。在氮气氛下于1100℃退火,得到包含硅量子点的SiC_x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SiC_x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 e ;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 e ;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℃。