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题名硼源浓度对纳米金刚石薄膜掺硼的影响
被引量：4
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作者
熊礼威
崔晓慧
汪建华
龚国华
邹伟
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机构
武汉工程大学材料科学与工程学院
湖北省等离子体化学与新材料重点实验室
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出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第3期6-9,24,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(11175137)
湖北省教育厅科学技术研究项目(Q20121501)
武汉工程大学科学研究基金(11111051)~~
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文摘
目的研究纳米金刚石薄膜生长掺硼的内在机理,实现对该过程的精确控制。方法采用微波等离子体化学气相沉积法,以氢气稀释的乙硼烷为硼源,进行纳米金刚石薄膜的生长过程掺硼实验,研究硼源浓度对掺硼纳米金刚石薄膜晶粒尺寸、表面粗糙度、表面电阻和表面硼原子浓度的影响。结果随着硼源浓度的增加,纳米金刚石薄膜的表面粗糙度和晶粒尺寸增大,表面电阻则先下降,而后趋于平衡。结论纳米金刚石薄膜掺硼后,表面电导性能可获得改善,表面粗糙度和晶粒尺寸则会增大。在700℃条件下掺硼15 min,最佳的硼源浓度(以硼烷占总气体流量的百分比计)为0.02%。
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关键词
纳米金刚石薄膜
掺硼
硼源浓度
化学气相沉积
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Keywords
nano-crystalline diamond film
doping boron
boron concentration
chemical vapor deposition
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分类号
TG174.444
[金属学及工艺—金属表面处理]
TB43
[金属学及工艺—金属学]
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题名PECVD法制备掺硼纳米金刚石薄膜的工艺研究进展
被引量：3
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作者
熊礼威
彭环洋
汪建华
崔晓慧
龚国华
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机构
武汉工程大学材料科学与工程学院
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出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第10期40-48,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51402220)
武汉工程大学青年基金项目(Q201501)~~
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文摘
首先详细介绍了金刚石作为半导体材料的优异性能,然后从应用角度阐述了NCD薄膜掺B后形成半导体材料的优势,接着探讨了影响NCD薄膜性能(电性能、光学性能、生物性能等)的主要工艺条件(包括硼源种类、掺硼浓度、衬底温度、后处理)。研究发现,大多数研究者都采用液态和气态硼源,而固态硼源由于很难液化且浓度不易控制而不常被采用,掺B后NCD薄膜的电阻率急剧下降,紫外波段下透过率可达51%,磁阻效应变好。另外衬底温度对BD-NCD薄膜的质量以及性能都有影响,衬底温度太高,非晶碳含量增加,金刚石质量下降;衬底温度太低,能够进入NCD晶界或晶粒的有效硼原子减少,影响其电学性能、光学性能,在最佳衬底温度工艺下的电导率可达22.3 S/cm,而在电化学性能方面,其电化学窗口可达3.3 V。而选择合适的硼源浓度对BD-NCD的电性能、光学性能、生物性能也非常关键,硼源浓度过大,BD-NCD表面粗糙度和晶粒尺寸增大;硼源浓度过小,产生空穴进行导电的B原子就少,在合适硼源浓度工艺条件下其载流子浓度可达1021 cm-3,折射率可达2.45。还有研究者对BD-NCD薄膜进行后处理工艺(退火、等离子体处理等),发现后处理对其电性能也有一定的影响。因此,选择合适的工艺对生长质量高、性能优异的NCD薄膜尤为重要。最后对BD-NCD薄膜的发展以及后续研究方向进行了展望和期待。
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关键词
硼掺杂
纳米金刚石薄膜
电性能
硼源浓度
衬底温度
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Keywords
boron doping
NCD film
electrical properties
B concentration
substrate temperature
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分类号
TG174
[金属学及工艺—金属表面处理]
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