论文部分内容阅读
在半导体材料领域，锗(Ge)薄膜的低温生长引起了人们的广泛关注，主要是因为它们在大面积微电子、光电子和红外器件中的实际应用以及所呈现出的广阔应用前景，另外许多新的制备技术的兴起使人们看到了低温快速生长大面积、质量高的结晶Ge薄膜的可行性。
本论文以低温下制备晶化的Ge薄膜为研究目标，在制备技术上选择装置简单，能够大面积生产、沉积速率高的超高真空磁控溅射沉积(MS)方法，主要开展了以下两方面的工作：
(1)在系统分析了现有的实验设备和经验的基础上，通过改变实验参数来获得低温下锗薄膜的晶化，得到了200℃左右锗由非晶到多晶的转变的结果。实验室制备了的性能优良的结晶Ge薄膜，利用各种表征手段测量和分析了它们的微结构及表面形貌，并分析了溅射功率、氩气压力和衬底对薄膜晶化的影响。
(2)对超高真空磁控溅射方法所制备的结晶Ge薄膜的光致发光的研究发现，因量子限域效应引起的Ge颗粒的能隙展宽，表现为光发射与体锗相比发生了明显的蓝移。样品在可见光区的红光范围(620-760nm)内观察到较强的发光现象，峰强随着锗颗粒尺寸变化而变化，但发光峰位几乎不变。讨论了可能的发光机制，认为量子限域/发光中心模型能较好地解释实验结果。