Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 8

Origin of visible photoluminescence of Si-rich and N-rich silicon nitride films

10.15199/48.2016.08.50

nr katalogowy: 100011
10.15199/48.2016.08.50

Amorphous Si-rich and N-rich silicon nitride films were deposited by plasma-enhanced chemical vapour deposition (PECVD) and, subsequently, annealed at 600, 800 and 1100ºC in Ar ambient. The different dependences of photoluminescence (PL) spectra on annealing temperatures were revealed for Si-rich and N-rich SiNx films. The origin of PL is discussed on the basis of band diagram depending on the x value and taking into account radiative defects in amorphous SiNx films. The PL spectra transformation after thermal treatment is explained by structural modification via competing process of creation and annealing defects. Streszczenie. Amorficznie wzbogacony Si i N warstwy azotku krzemu zostały utworzony przez wspomagane plazmą osadzanie chemiczne z fazy gazowej (PECVD), a następnie wygrzany w temperaturze 600, 800 i 1100ºC w atmosferze Ar. Różne zależności widm fotoluminescencji (PL) w temperaturze wygrzewania zostały ujawnione dla wzbogaconych Si i N warstw SiNx. Pochodzenie PL omówiono w oparciu o schemat pasma w zależności od wartości x, z uwzględnieniem defektów radiacyjnych amorficznej warstwy SiNx. Transformacji widma PL po obróbce cieplnej jest wyjaśniona przez strukturalną modyfikację spowodowaną konkurencyjnymi procesami tworzenia się i wygrzewania defektów. (Pochodzenie widocznych fotoluminescencyjnych warstw azotku krzemu wzbogaconych Si i N). Keywords: visible photoluminescence, spectra transformation, amorphous films, silicon, light-emission. Słowa kluczowe: widma fotoluminescencyjne, widma transformacji, amorficzne warstwy, emisja światła. Introduction Amorphous silicon nitride films have been long used for a wide variety of applications in microelectronics as the gate dielectric in thin film transistors, charge storage medium in non-volatile memories. Recently, the interest in SiNx as an appropriate material for future generation of optoelectronic devices has risen again. This application requires an understanding of [...]

Bibliografia

[1] Singh S.P., Srivastava P., Ghosh S., Khan S.A., Oton C.J., Prakash G.V., Phase evolution and photoluminescence in asdeposited amorphous silicon nitride films, Scripta Materialia, 63 (2010), 605-608
[2] Zeng X.X., Liao W., Wen G., Wen X., Zheng W., Structural evolution and photoluminescence of annealed Si-rich nitride with Si quantum dots prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition, J. Appl. Phys., 115 (2014), 154314 (6 pages)
[3] Sain B., Das D., Tunable photoluminescence from nc-Si/a-SiNx:H quantum dot thin films prepared by ICP-CVD, Phys. Chem. Phys., 15 (2013), 3881-3888
[4] Nguyen P.D., Kepaptsoglou D.M., Ramasse Q.M., Olsen A., Direct observation of quantum confinement of Si nanocrystals in Si-rich nitrides, Physical Review B., 85 (2012), 085315 (8 pages)
[5] Ko C., Joo J., Han M., Park B.Y., So J.H., Park K., Annealing effects on the photoluminescence of amorphous silicon nitride films, J. Korean Phys. Soc., 48 (2006), 1277-1280
[6] Bommali R. K., Singh S.P., Rai S., Mishra P., Sekhar B.R., Prakash G.V., Srivastava P., Excitation dependent photoluminescence study of Si-rich a-SiNx:H thin films, J. Appl. Phys., 112 (2012), 123518 (6 pages)
[7] Jang S., Han M., RF power control for fabricating amorphous silicon nitride without Si-nanocrystals and its effect on defects and luminescence, Journal of Alloys and Compounds., 614 (2014), 102-106
[8] Wang M., Xie M., Ferraioli L., Yuan Z., Li D., Yang D.,Pavesi L., Light emission properties and mechanism of lowtemperature prepared amorphous SiNX films. I. Roomtemperature band tail states photoluminescence, J. Appl. Phys., 104 (2008), 083504 (4 pages).
[9] Xie M., Li D., Wang F., Yang D., Luminescence properties of silicon-rich silicon nitride films and light emitting devices, ECS Transactions., 35 (2011), nr. 18, 3-19.
[10] Kistner J., Chen X., Wenig Y., Strunk H.P., Schubert M.B., Werner J.H., Photoluminescence from silicon nitride - no quantum effect, J. Appl. Phys., 110 (2011), 023520 (5 pages).
[11] Hiller D., Zeleninat A., Gutsch S., Dyakov S.A., Lopez- Vidrier L., Estrade S., Peiro F., Garrido B., Valenta J., Korinek M., Trojanek F., Maly P., Schnabel M., Weiss C., Janz S., Zachrias M., Absence of quantum confinement effects in the photoluminescence of Si3N4-embedded Si nanocrystals, J. Appl. Phys., 115 (2014), 204301 (9 pages)
[12] Robertson J., Defects and hydrogen in amorphous silicon nitride, Philosophical Magazine B., 69 (1994), nr.2, 307-326.
[13] Warren W. L., Robertson J., Kanicki J., Si and N dangling bond creation in silicon nitride thin films, Appl. Phys. Lett., 63 (1993), 2685-2687
[14] Yan B., Dias da Silva J.H., Taylor P.C., Non J., Defect structure in nitrogen-rich amorphous silicon nitride films, Cryst. Solids., 227 (1998), 528-532
[15] Kanicki J., Warren W.L., Seager C.H., Crowder M.S., Lenahan P.M., Microscopic origin of the light-induced defects in hydrogenated nitrogen-rich amorphous silicon nitride films, J. of Non-crystalline., 137 (1991), 291-294
[16] Warren W.L., Seager C.H., Robertson J., Kanicki J., Poindexter E.H., Creation and properties of nitrogen dangling bond defects in silicon nitride thin films, J. Electrochem. Soc. V., 143 (1996), nr.11, 3685-3691

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 100011 "Origin of visible photolu..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-8 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2016-8

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma