تاثیر شرایط رسوب روی نانو خوشه های سیلیکون در فیلم های نیترید سیلیکون رشد یافته
چکیده
فیلم های نیترید سیلیکون جاسازی شده- نانوخوشه- سیلیکون-بلوری در دمای پایین با استفاده از سیستم CVD به کمک لیزر (LACVD) با نرخ های مختلف جریان گاز واکنش دهنده و با کمک چگالی های قدرت لیزر رسوب داده شدند. عملکردهای فوتولومینسانس (PL) فیلم های حاصل مورد مطالعه قرار گرفتند و یک جابجایی آبی طیف سیستماتیک و افزایش شدت PL با افزایش نسبت نرخ جریان گاز واکنش دهنده و با کمک چگالی توان لیزر مورد استفاده در رسوب فیلم دیده شد. جابجایی آبی طیف را می توان به کاهش اندازه نانوخوشه ها در فیلم ها نسبت داد. همچنین استنباط می شود که کاهش مقدار مراکز غیرتابشی در نانوخوشه ها و افزایش چگالی تعداد نانوخوشه ها در فیلم، مسئول افزایش شدت PL هستند. فرآیند رشد فیلم نیز به طور خلاصه مورد بحث قرار خواهد گرفت.
1. مقدمه
کشف انتشار قابل مشاهده روشن از سیلیکون متخلخل [1] تا حد زیادی موجب بررسی سیستم های نانو ساختار سیلیکون شده است که دلیل این کار، کاربردهای بالقوه آنها برای LEDهای مبتنی بر سیلیکون و IC های الکترونیکی (OEIC) است. در سال های اخیر، سیستم های نانوساختار سیلیکون مختلف مانند سیلیکون متخلخل [2] و نانوساختار سیلیکون جاسازی شده در ماتریس اکسید سیلیکون [3]، [4] و در ماتریس نیترید سیلیکون [5]، [6] مطالعه شده اند. در میان سیستم های فوق الذکر، فیلم نیترید سیلیکون نانوخوشه-جاسازی شده سیلیکونی به تازگی بیشتر جلب توجه نموده است. این عمدتا ناشی از این واقعیت است که نیترید سیلیکون، در مقایسه با اکسید سیلیکون، دارای باند گپ باریکتر است که از تزریق حامل ها به نانوخوشه های سیلیکون جاسازی شده در فیلم به عنوان لایه فعال LEDها بهره مند می شود. روش های مختلف برای رسوب فیلم های سیلیکونی نانوخوشه-جاسازی شده مورد مطالعه قرار گرفته اند. با این حال، در تمام موارد، یک فرایند با دمای بالا برای تشکیل نانوخوشه های سیلیکون استفاده می شود که آشکارا عملکرد برخی از دستگاه های دیگر که بر روی یک تراشه یکپارچه شده است تنزل می یابد. در مقاله قبلی [7]، ما گزارش نموده ایم که فیلم های نیترید سیلیکون نانوخوشه-جاسازی شده سیلیکونی را می توان در دمای پایین با استفاده از یک روش به کمک لیزر CVD (LACVD) رسوب داد. این روش دمای پایین از عیب فرآیندها در دمای بالا در روش های معمول جلوگیری می کند و از این رو، با تکنولوژی فعلی یکپارچه سازی الکترونیکی و اپتو-الکترونیکی سازگار است.
Abstract
Crystalline-silicon-nanocluster-embedded silicon nitride films were deposited at low temperature using a laser-assisted CVD (LACVD) system with various reactant gas flow rates and assisting laser power densities. The photoluminescence (PL) performances of the resultant films were studied, showing a systematic spectra blue shift, and the enhancement of PL intensity with the increase of the reactant NH3 /SiH4 gas flow rate ratio and the assisting laser power density used in the film deposition. The spectra blue shift can be ascribed to the decrease of the size of the nanoclusters in the films. It is also deduced that both the reduction of the amount of nonradiative centers in the nanoclusters and the increase of the number density of the nanoclusters in the film are responsible for the enhancement of the PL intensity. The film growth process is also briefly discussed.
I. INTRODUCTION
THE DISCOVERY of bright visible emission from porous silicon [1] greatly stimulates the investigation on silicon nanostructure systems due to their potential applications for silicon-based LEDs and optoelectronic ICs (OEIC). In recent years, various silicon nanostructure systems such as porous silicon [2] and silicon nanostructure embedded in silicon oxide matrix [3], [4] and in silicon nitride matrix [5], [6] have been studied. Among the aforementioned systems, siliconnanocluster-embedded silicon nitride film attracts more attention, recently. It is mainly due to the fact that the silicon nitride, in comparison with silicon oxide, has narrower bandgap, which would benefit the injection of the carriers into silicon nanoclusters embedded in the film as active layer of LEDs. Various methods for depositing silicon-nanocluster-embedded films have been studied. However, in all the cases, a high-temperature process is used for forming silicon nanoclusters, which evidently would degrade the performances of some other devices that have been integrated on the same chip. In the previous paper [7], we have reported that silicon-nanocluster-embedded silicon nitride films can be deposited at low temperature using a laser-assisted CVD (LACVD) method. This low-temperature method avoids the disadvantage of the high-temperature processes in the usual methods, and hence, is compatible with the current electronic and optoelectronic integration technology.
چکیده
1. مقدمه
2. رویه تجربی
3. نتایج و بحث های تجربی
4. نتیجه گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. EXPERIMENTAL PROCEDURE
III. EXPERIMENTAL RESULTS AND DISCUSSIONS
IV. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه