دانلود مقاله ترجمه شده اثر شرایط رسوب در نانو کلاسترهای سیلیکون در فیلم های نیترید سیلیکون – 2011 IEEE

اثر شرایط رسوب در نانو کلاسترهای سیلیکون در فیلم های نیترید سیلیکون رشد یافته توسط روش لیزر با روش های CVD لیزری

Influence of Deposition Conditions on Silicon Nanoclusters in Silicon Nitride Films Grown by Laser-Assisted CVD Method

چکیده

1. مقدمه

2. رویه تجربی

3. نتایج و بحث های تجربی

4. نتیجه گیری

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 NH3 /SiH4 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.

4. نتیجه گیری

عملکرد PL در نانوخوشه های سیلیکون جاسازی شده در فیلم های نیترید سیلیکون رسوب یافته با استفاده از روش LACVD در شرایط مختلف رسوب سیستماتیک مورد مطالعه قرار گرفتند. مشخص شد که باند انتشار به سمت انرژی بالاتر جابجا می شود و شدت PL با افزایش نسبت سرعت جریان گاز NH3 /SiH4 واکنش دهنده افزایش می یابد و به چگالی توان لیزر در محدوده مورد استفاده در رسوب فیلم کمک می کند. تغییر طیف مشاهده هر سه سری از نمونه را می توان به کاهش اندازه نانوخوشه در فیلم نسبت داد که از این نتیجه قبلا استنباط شده پشتیبانی می کند که انتشار PL فیلم رسوب یافته- LACVDاز نانوخوشه های سیلیکون سرچشمه می گیرد [7] . همچنین استنباط می شود که کاهش مقدار مراکز غیرتابشی در نانوخوشه، و همچنین افزایش تراکم تعداد نانوخوشه در فیلم، مسئول افزایش شدت PL هستند. فرآیند رشد فیلم به طور خلاصه مورد بحث قرار گرفته است که نشان می دهد که تجزیه پیوند Si-H توسط مولکول های NH3 و با کمک لیزر ارتقای می یابد که پویایی رشد را کنترل می کند. به نظر می رسد که روش LACVD برای رسوب فیلم های نیترید سیلیکون نانوخوشه – جاسازی شده سیلیکونی برای کاربردهای اپتو-الکترونیکی مورد علاقه بالقوه است، به ویژه به این دلیل که اندازه نانوخوشه های سیلیکون، و از این رو، رنگ انتشار را می توان با تغییر سرعت جریان گاز واکنش دهنده و قدرت لیزر تراکم استفاده شده در فرآیند رسوب کنترل نمود.

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.

IV. CONCLUSION

The PL performances of the silicon nanoclusters embedded in silicon nitride films deposited by LACVD method at various deposition conditions were systematically studied. It is found that the emission band shifts to higher energy side, and the PL intensity increases with the increase of the reactant NH3 /SiH4 gas flow rate ratio and the assisting laser power density within the range used in the film deposition. The observed spectra shift of all the three series of samples can be ascribed to the decrease of the size of the nanoclusters in the films, which supports the conclusion deducted previously that the PL emission of the LACVD-deposited films originates from silicon nanoclusters [7]. It is also deduced that the reduction of the amount of nonradiative centers in the nanoclusters, as well as 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 briefly discussed, showing that Si–H bond decomposition is promoted by NH3 molecules and laser assistance, which controls the growth dynamics. It appears that the LACVD method is of potential interest for depositing siliconnanocluster-embedded silicon nitride films for optoelectronic applications, especially because the size of silicon nanoclusters, and hence, the emission color can be controlled by varying reactant gas flow rate and the laser power density used in the deposition process.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اثر شرایط رسوب در نانو کلاسترهای سیلیکون در فیلم های نیترید سیلیکون رشد یافته توسط روش لیزر با روش های CVD لیزری

Influence of Deposition Conditions on Silicon Nanoclusters in Silicon Nitride Films Grown by Laser-Assisted CVD Method