SiN<SUB>x</SUB> 박막을 200℃의 저온에서 SiH4 가스의 흐름 비율을 바꾸어 가며 PECVD 기법으로 성장하였다. 시료의 광 특성을 규명하기 위하여 상온 광 발광 스펙트럼을 측정하였다. 성장 시 SiH₄ 가스의 흐름 비율이 증가함에 따라 시료의 발광 최대치 파장이 장파장으로 이동하였으나, SiH₄ 가스의 흐름 비율과 무관하게 모든 시료에서 1.8, 1.9, 2.2, 2.4, 그리고 3.1 eV 에너지의 발광 현상을 관찰하였다. N₂, H₂, 그리고 O₂ 가스 분위기에서 후열처리를 거친 후, 발광 스펙트럼의 변화를 조사하였다. 열처리후의 발광 세기는 증가하였고, 특히, H₂ 및 O₂ 가스 열처리로 인하여 발광 최대치 파장이 단파장으로 이동하였으나, 특정한 파장에서 발광효과는 여전히 존재하였다. 발광 메카니즘에 대하여, SiNx 박막의 에너지 갭 내에 Si와 N 원자의 비결합 결함에 의한 에너지 준위 모델을 설정하였고, 이 에너지 준위의 천이에 의한 발광으로 이해하였다. 그리고 저온에서 성장한 SiN<SUB>x</SUB> 박막의 발광 효과는 앞으로 구부러짐이 가능한 Si 계 광소자 개발 가능성을 보여주고 있다.
We deposited SiNx thin films by using PECVD technique at 200℃ with various flow ratios of the SiH₄/N₂ gases. The photoluminescence measurements revealed that the maximum emission wavelength shifted to long wavelength as the ratio increased, however, positions of the several peak wavelengths, such as 1.9, 2.2, 2.4, and 3.1 eV, were independent on the ratio. Changes of the photoluminescence spectra were measured in the N₂-, H₂-, and O₂-annealed films. The luminescence intensities increased after the annealing process. In particular, the maximum emission wavelength shifted to short wavelength after H₂- or O₂-annealing. But there were still several peaks on the spectra of all annealed films, several peak positions remained to be unchanged after the annealing. As for the light emission mechanism, we have considered the defect states of the Si- and N- dangling bonds in the SiN<SUB>x</SUB> energy gap, so that the energy transitions from/to the conduction/valence bands and the defect states in the gap were attributed to the light emission in the SiN<SUB>x</SUB> films. The experimental results point to the possibility of a Si-based light emission materials for flexible Si-based electro-optic devices.