氮流量对热丝制备富硅-氮化硅薄膜的结构及性质影响

摘要

采用热丝化学气相沉积法,以SiH4、NH3、N2作为反应气源,通过改变氮气流量来制备富硅-氮化硅薄膜材料.通过傅里叶红外变换谱、紫外-可见光吸收谱、光致发光谱、扫描电镜分别对薄膜的结构、带隙宽度、发光特性及表面形貌进行表征与分析.实验结果表明,随着氮气流量增加,薄膜中N原子含量减少,镶嵌在氮化硅母质中的硅团簇增大,Si-N键的键密度逐渐减少,薄膜的光学带隙Eg和带尾能EU呈现减小的趋势,薄膜有序度增加,且由氮悬挂键所引起的缺陷态发光峰增强.当氮气流量为30sccm时,Si-N键的非对称伸缩模式和Si-H键伸缩振动模发生了蓝移,当[N2]/[NH3]流量比小于5:1时,氮气流量对薄膜中氮含量的影响非常明显,适当地降低氮流量有利于制备出富硅-氮化硅薄膜.