二氧化钛(TiO2)作为半导体材料,目前主要应用于光催化和染料太阳电池。虽然它是间接带隙半导体导致室温下带边发光效率不高,但由于存在缺陷(如：氧空位)引起的发光中心,因而在可见光区仍存在显著的发光。因此,利用TiO2薄膜制备电致发光器件是值得研究的课题。本文研究了TiO2薄膜的形成条件以及氢退火对TiO2/p+-Si异质结电致发光的影响,得到了如下主要结果：利用磁控溅射法以不同条件在重掺硼硅片(p+-Si)上制备Ti薄膜,它们经过500℃的热氧化转化为TiO2薄膜。研究表明,只有在较小溅射功率下制备得到的晶粒细小且致密的Ti薄膜经过热氧化后才能转变为单一锐钛矿相的TiO2薄膜。而要使TiO2/p+-Si异质结产生显著的电致发光,其中的TiO2薄膜必须呈现单一的锐钛矿相,且薄膜厚度需要控制在合理的范围内。若TiO2薄膜中存在少量的金红石相,TiO2/p+-Si异质结的电致发光则显著减弱,这可能与非辐射复合中心的增加有关。将p+-Si衬底上的由Ti薄膜热氧化形成的锐钛矿相TiO2薄膜在氢气氛下退火,形成“氢退火”的TiO2/p+-Si异质结。研究表明,TiO2薄膜在工作压强为2Pa的氢气氛下于500℃热处理1小时后,可以显著增强TiO2/p+-Si异质结的电致发光,增强倍数达到1.5。分析认为,由于氢气的强还原作用,TiO2薄膜在氢气氛下退火后形成了更多的氧空位,即产生了更多的发光中心。因此,TiO2/p+-Si异质结的电致发光得到了增强。