林淑地，邹森强，黄紫珊，吴海霞，林圳旭，黄 锐，宋 捷

(韩山师范学院 材料科学与工程学院，广东 潮州 521041)

1 前 言

目前，硅基高效发光材料的设计、制备和研制器件仍是硅基光电单片集成技术中最为关键且亟需解决的问题。在近十几年，基于硅纳米结构的硅基低维材料由于其高效的荧光发射而备受关注，并且已在Si-SiOx、Si-SiNx和Si-SiOxNy三个体系的发光机理研究中取得较大进展[1-8]。然而，较低的器件发光效率限制其实际运用。近年来，相比于SiOx和 SiNx，SiCx具有较低的光学带隙(2.3～3.3 eV)，有利于提高载流子注入效率，能有效提高器件的发光效率，因此SiCx的发光特性日益受到关注[9-12]。Wang 等[13]通过调控Si1-xCx∶H薄膜中Si/C组分比例实现可见光全光谱可调强光发射；Tai等[14]以富Si-SiCx薄膜为发光有源层构建p-i-n发光二极管，器件在较低偏置电压下实现较强的蓝绿光发射。目前，SiCx∶ H薄膜的发光机制研究主要集中在其可见光发射，特别是其蓝光发射，并且研究已取得了一定进展，但对于SiCx∶H薄膜的近红外光发射机制的研究仍较少。

本研究利用高频等离子体增强化学气相沉积技术，以SiH4、H2和CH4作为源气体制备非晶SiCx∶H薄膜，通过调控CH4流量获得近红外光发射，在室温下能用肉眼观察到薄膜具有较强的近红外光发射。通过SiCx∶H薄膜的荧光光谱、时间分辨荧光光谱和拉曼(Raman)光谱，探讨了SiCx∶H薄膜的近红外光发射机制。

2 实 验

在SiCx∶H薄膜的沉积过程中，SiH4和H2的流量分别保持在3和20 sccm，通过调控CH4流量分别在石英和本征双抛单晶Si衬底上沉积厚度为450 nm的非晶SiCx∶H 薄膜，其中CH4流量分别为10、15、20和25 sccm，对应薄膜的编号分别为S1、S2、S3和S4。……