随着超大规模集成电路技术的不断发展，半导体微电子器件的特征尺寸日益逼近其物理极限，达到纳米量级。硅是微电子产业的主体材料，所以对微晶硅及纳米硅的制备，光电特性及器件应用的研究日益受到人们的关注。在尺寸受限的情况下，作为间接带隙的半导体硅材料在室温下可以观察到光致可见光发射，因而其在未来的硅基光电集成电路中也有着巨大的应用前景。作为制备微晶硅和纳米硅的重要途径之一，人们利用等离子体化学气相淀积技术(PECVD)制备非晶硅基薄膜，通过原位或异位的后处理手段来获得微晶硅和纳米硅材料。氢等离子体化学退火处理，可以对非晶硅基薄膜和多层膜的微结构以及化学组态产生影响，进而改变薄膜的光电性质。但对于这一课题的系统研究还较少。本文就是研究不同条件的氢等离子体退火处理对a-Si：H薄膜和Si/SiO<,2>多层膜结构和光学特新的影响，讨论了a-Si：H薄膜有序度变化和Si/SiO<,2>多层膜发光效率增加的原因。另外，通过比较氢等离子体处理a-Si/SiO<,2>和nc-Si/SiO<,2>不同之处，证实了氢钝化nc-Si界面需要更高的能量。 论文主要取得以下结果： 1.在PECVD系统中，室温下利用氢等离子体原位处理所制备的非晶硅薄膜，通过光吸收，傅立叶红外光谱和拉曼散射光谱，分析了氢等离子体处理对非晶硅结构及化学组态的影响。探讨了氢等离子体处理导致非晶硅结构有序度提高的原因。从实验上证明了非晶硅结构有序度的提高使其可能在较低温度下退火形成微晶硅。 2.用PECVD系统和原位等离子氧化技术制备了a-Si：H/SiO<,2>多层膜，并经过450℃脱氢处理后，利用氢等离子体对样品进行化学退火处理。发现样品的光致发光(PL)强度在经过氢等离子体处理后得到了不同程度的加强，氢处理时间越长样品发光效率越高。用傅立叶红外和拉曼光谱表征样品的微结构，分析了PL增强的原因。结果表明氢原子能够扩散进薄膜中形成SiH<,n>键以钝化缺陷态，同时氢等离子处理能改善非晶硅子层结构的有序度。实验表明，钝化悬挂键和提高结构有序度，这两者都与氢处理的时间和温度有紧密的关系。而通过钝化非辐射复合中心和薄膜微结构的驰豫都有助于增强Si/SiO<,2>多层膜的可见光的光致发光效率，而且氢等离子处理技术可以在相对低的温度下进行，这对于以后的器件设计和制备都非常有利。 3．初步研究了氢等离子体退火对不同热退火条件(改变热退火温度或热退火时间)的Si/SiO<,2>多层膜发光的影响。发现氢等离子体退火可以改变样品的发光行为，氢钝化作用使得样品在不同温度下形成的发光中心的发光增强或变化。同时实验结果显示了氢钝化纳米硅界面态与钝化非晶硅界面态不同，前者必需借助于热退火处理才能钝化nc-Si/SiO<,2>的非辐射复合从而提高辐射复合的发光效率。