Abstract
本論文是製作Si/SiO2多層膜結構，產生光致激發螢光(PL)與電致激發螢光(EL)的樣品，固定二氧化矽的厚度，改變矽層薄膜厚度以期能觀察出PL的量子侷限效應(quantum confinement)，而且進一步製作發光元件，也就是能以Si/SiO2多層膜結構的結構產生電致發光。兩者的樣品皆利用磁控式直流濺鍍系統(magnetron sputtering)來成長，直流濺鍍成長的好處是容易快速得到高準確度的膜厚，高能量入射粒子使基板只要較低的溫度，在成膜面會繼續表面擴散而得到硬且緻密的薄膜。在PL實驗結果中，我們得到，螢光光譜的峰值因為矽層厚度的不同，而峰值產生的位移，其範圍從700nm到500nm左右。並且改變氧化層的厚度，求出幾組同系列的樣品以作比較。同時，我們也做了拉曼光譜的測量，得知Si/SiO2多層膜結構中的Si為非晶態結構。其它，則嘗試測量在低溫8.6K時，PL光譜會產生的變化等等。至於，在電致發光部分，利用高摻雜硼(boron)的矽基板來成長Si/SiO2多層膜結構，雖然一開始實驗並不是很順利，不過，經過不同矽層厚度與層數，還有金屬電極接點的條件之後，最後也成長出能夠有電致發光的EL樣品，其中的討論分別就I-V關係圖與EL光譜圖分別作比較。樣品所發的EL肉眼就能夠觀察到，而且，在外加電壓很小時，約3.5V即可得到電致發光，大致上，能夠得到電致發光必須電流要十幾毫安培以上才能產生。雖然能夠得到EL，不過如果想要以Si/SiO2多層膜結構，做出穩定且高效率，強度很強的EL樣品，仍然需要進一步的研究。