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随着现代薄膜生长技术的发展,半导体薄膜已进入人工设计多层异质结构的新阶段。具有一维周期结构的晶态超晶格因为具有诸如量子尺寸效应等特性受到研究者的重视。但是组成晶态超晶格的两种材料要求具有较高的晶格匹配,否则缺陷态密度就会大到观察不到与量子尺寸效应有关的现象,因而极大地限制了材料的选择。非晶态超晶格的出现解决了这一难题,由于非晶态材料本身具有长程无序性,不具有晶格周期性,因此非晶态超晶格不要求组成的材料具有良好的晶格匹配,制备时也不需要严格的外延技术,例如PECVD及磁控溅射等一般薄膜技术即可。本文主要对a-Si/a-SiNx多量子阱结构以及a-SiNx薄膜的性质进行了研究。 本文采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD),用N2、SiH4和H2气体沉积了a-SiNx薄膜以及a-Si/a-SiNx多量子阱结构。并通过XRD、红外、拉曼和荧光光谱等技术的分析得出以下研究结果: 1)a-SiNx薄膜 本文制备的氮化硅薄膜为非晶态,通过控制N2流量可实现a-SiNx薄膜光学帯隙可调。同时N2流量、衬底温度和射频功率对a-SiNx薄膜的沉积速率、微结构和光致发光特性均有影响,掺氢对a-SiNx薄膜的光致发光峰起增强作用。对a-SiNx薄膜发光机理进行了探讨,并认为是由薄膜中导带、价带与缺陷态能级间的跃迁引起的。 2)a-Si/a-SiNx多量子阱 小角度X衍射谱分析表明制备的a-Si/a-SiNx多量子阱具有一定的周期性和层结构。a-Si/a-SiNx多量子阱中各子层厚度对其光学性质和电学性质均有影响,表现为:固定一子层厚度,逐渐减小另一子层厚度,多量子阱光学帯隙增大,光致发光峰蓝移,室温暗电导率增大。a-SiNx子层光学帯隙越大,越有利于a-Si/a-SiNx多量子阱的光致发光,室温暗电导也越大。经分析得出结论,这些现象主要是由量子限制效应和空间电荷掺杂效应引起的。