C镶嵌SiO2薄膜结构的电流输运及电致发光机制研究

论文摘要

随着信息技术的迅猛发展,用光代替电作为信息的载体,加快信息的传递速度,已成为光通讯技术和光电子计算机发展的必然趋势。光电子信息材料是本世纪最受关注的材料之一,光电子集成器件在信息时代有极其重要的作用。由于硅平面集成工艺己相当成熟,所以从工艺兼容性方面考虑,用硅基材料作为发光器件将会是最佳的选择。同时,硅基材料和硅平面工艺是超大规模集成电路的核心和关键,纳米硅晶（纳米锗晶等）在发光器件、光探测器件、光电集成以及传感器等领域有更广阔的应用前景。由于二氧化硅是硅基集成电路的钝化膜和介质膜,与硅基平面工艺完全兼容,如果能有效地提高纳米硅/二氧化硅体系的发光效率,就可以实现光电集成。为了探索制备理想的发光材料的最佳工艺方法,并且从理论上认清其发光机制,对优化材料的适用条件和制备手段进行指导,本论文中,我们小组主要用射频磁控溅射双靶交替淀积技术制备了Au/（C/SiO2）/p-Si结构的样品,测定了样品在室温下的I-V特性曲线以及不同正（反）向偏压下的电致发光谱。对其载流子输运及电致发光的内在机制进行了研究。载流子输运机制的研究,主要是利用Au/（C/SiO2）/p-Si结构的I-V特性曲线研究了该结构的电流输运机制,结果表明,在较低的正向偏压下,电流输运机制欧姆输运电流机制,而在较高的正向偏压下,为Schottky发射和Frenkel-Poole发射电流两种机制共同作用的结果,但以Schottky发射机制为主。在对电致发光机制的研究中,利用位形坐标模型分析了碳/氧化硅纳米多层膜的发光中心,并用量子限制-发光中心模型对该纳米结构的电致发光过程作了研究,研究表明C/SiO2/p-Si结构的电致发光主要来自SiO2层的发光中心。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 光电子学的发展历程及其在展望
• 1.2 硅基发光材料的发展历程及研究现状
• 2）复合薄膜体系简介'>1.3 Au/（C/SiO₂）复合薄膜体系简介
• 1.4 本论文研究的主要内容
• 参考文献
• 2）/p-Si 结构的制备'>第二章 Au/（C/SiO₂）/p-Si 结构的制备
• 2 复合薄膜结构常用的制备方法'>2.1 C/SiO₂复合薄膜结构常用的制备方法
• 2）/p-Si 结构的制备'>2.2 Au/（C/SiO₂）/p-Si 结构的制备
• 参考文献
• 2）/p-Si 结构电流输运特性的研究'>第三章 Au/（C/SiO₂）/p-Si 结构电流输运特性的研究
• 2）/p-Si 结构I-V 特性曲线测量结果'>3.1 Au/（C/SiO₂）/p-Si 结构I-V 特性曲线测量结果
• 3.2 载流子输运机制分析常用模型简介
• 3.3 Au/（CSO）/p-Si 结构电流输运机制的分析
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 2）/p-Si 结构电致发光特性的研究'>第四章 Au/（C/SiO₂）/p-Si 结构电致发光特性的研究
• 4.1 硅基薄膜电致发光研究的意义
• 2）/p-Si 结构电致发光的分析'>4.2 Au/（C/SiO₂）/p-Si 结构电致发光的分析
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 硅基发光材料的展望
• 致谢
• 附录 作者攻读硕士期间发表和已完成的论文