編號：NMJS06019
篇名：PECVD法制備摻硼納米金剛石薄膜的工藝研究進展
作者：熊禮威 ;彭環(huán)洋 ;汪建華 ;崔曉慧 ;龔國華
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
機構(gòu)： 武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,武漢430074
摘要： 首先詳細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,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、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,紫外波段下透過率可達51%,磁阻效應(yīng)變好。另外襯底溫度對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22.3 S/cm,而在電化學(xué)性能方面,其電化學(xué)窗口可達3.3 V。而選擇合適的硼源濃度對BD-NCD的電性能、光學(xué)性能、生物性能也非常關(guān)鍵,硼源濃度過大,BD-NCD表面粗糙度和晶粒尺寸增大;硼源濃度過小,產(chǎn)生空穴進行導(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1021 cm-3,折射率可達2.45。還有研究者對BD-NCD薄膜進行后處理工藝（退火、等離子體處理等）,發(fā)現(xiàn)后處理對其電性能也有一定的影響。因此,選擇合適的工藝對生長質(zhì)量高、性能優(yōu)異的NCD薄膜尤為重要。最后對BD-NCD薄膜的發(fā)展以及后續(xù)研究方向進行了展望和期待。
