本文關(guān)鍵詞：PECVD法制備摻硼納米金剛石薄膜的工藝研究進(jìn)展

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【摘要】：首先詳細(xì)介紹了金剛石作為半導(dǎo)體材料的優(yōu)異性能,然后從應(yīng)用角度闡述了NCD薄膜摻B后形成半導(dǎo)體材料的優(yōu)勢(shì),接著探討了影響NCD薄膜性能(電性能、光學(xué)性能、生物性能等)的主要工藝條件(包括硼源種類(lèi)、摻硼濃度、襯底溫度、后處理)。研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)研究者都采用液態(tài)和氣態(tài)硼源,而固態(tài)硼源由于很難液化且濃度不易控制而不常被采用,摻B后NCD薄膜的電阻率急劇下降,紫外波段下透過(guò)率可達(dá)51%,磁阻效應(yīng)變好。另外襯底溫度對(duì)BD-NCD薄膜的質(zhì)量以及性能都有影響,襯底溫度太高,非晶碳含量增加,金剛石質(zhì)量下降;襯底溫度太低,能夠進(jìn)入NCD晶界或晶粒的有效硼原子減少,影響其電學(xué)性能、光學(xué)性能,在最佳襯底溫度工藝下的電導(dǎo)率可達(dá)22.3 S/cm,而在電化學(xué)性能方面,其電化學(xué)窗口可達(dá)3.3 V。而選擇合適的硼源濃度對(duì)BD-NCD的電性能、光學(xué)性能、生物性能也非常關(guān)鍵,硼源濃度過(guò)大,BD-NCD表面粗糙度和晶粒尺寸增大;硼源濃度過(guò)小,產(chǎn)生空穴進(jìn)行導(dǎo)電的B原子就少,在合適硼源濃度工藝條件下其載流子濃度可達(dá)1021 cm-3,折射率可達(dá)2.45。還有研究者對(duì)BD-NCD薄膜進(jìn)行后處理工藝(退火、等離子體處理等),發(fā)現(xiàn)后處理對(duì)其電性能也有一定的影響。因此,選擇合適的工藝對(duì)生長(zhǎng)質(zhì)量高、性能優(yōu)異的NCD薄膜尤為重要。最后對(duì)BD-NCD薄膜的發(fā)展以及后續(xù)研究方向進(jìn)行了展望和期待。
【作者單位】： 武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 硼摻雜 納米金剛石薄膜 電性能 硼源濃度 襯底溫度
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51402220) 武漢工程大學(xué)青年基金項(xiàng)目(Q201501)~~
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.2
【正文快照】： Received:2016-02-29;Revised:2016-07-40Fund:National Natural Foundation of China(51402220);Wuhan Institute of Technology Youth Fund Project(Q201501)金剛石作為一種寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有高的熱導(dǎo)率、極高的電荷遷移率(空穴遷移率為Si的4倍,為3800 cm2/(V?s)、高的

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