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随着半导体芯片集成度的进一步提高,以电子为信息载体的金属互联存在的RC延迟及热耗散成为制约超大规模集成电路发展的瓶颈。采用光互连代替电互联将有效解决这一问题,而寻找高效的硅基光源更是解决这一问题的关键。近年来,富硅氮化硅(SiNx)薄膜由于其良好的发光特性及制备工艺与传统CMOS工艺兼容而受到广泛关注,成为硅基光源的候选材料之一。本论文研究了富硅氮化硅薄膜体系的电致发光器件,包括基于单层SiNx薄膜、SiNx/a-Si/SiNx三明治结构薄膜以及引入SiO2电子加速层的SiO2 on SiNx结构薄膜的三种电致发光器件,取得以下主要成果:(1)SINx薄膜电致发光源于禁带内的缺陷态能级的复合,发光峰位位于600nm处,主要来自于Ec→≡Si-之间的电子辐射跃迁;相同的输入功率下,采用p-Si作为衬底能够提高器件的EL强度,采用p+/p Si作为衬底能够有效降低器件的开启电压;经三步热处理后器件的开启电压降低。(2)对于SiNx/a-Si/SiNx三明治结构薄膜,当a-Si层沉积时间为60s时,高温热处理后器件的开启电压降低且EL积分强度提高。可能原因是a-Si层经过高温热处理后形成了颗粒尺寸较小的Si的非晶纳米颗粒,有利于载流子注入SiNx薄膜,载流子的浓度提高,一定程度上使得电子与空穴的复合效率提高,EL发光出现增强。(3)SiO2电子加速层的引入能够提高器件的EL强度,原因在于经SiO2层加速后的高能电子进入发光层后,将对SiNx进行轰击离化,激发出更多的载流子,导带上的电子浓度提高,电子与空穴的注入水平趋于平衡,使得电子与空穴的复合效率提高;EL强度与SiO2电子加速层的厚度有关,当SiO2层厚度减小为25nm,EL强度进一步增强,说明一定厚度范围内,在保证电子加速作用的同时,SiO2层厚度的减小有利于电子的注入。