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

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.

---

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.

---

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.