硼磷共掺杂n型金刚石薄膜的Hall效应_红外光谱和EPR研究
化学实验预习报告
化学实验预习报告第一篇：化学实验预习报告工科化学实验预习报告实验题目：三草酸合铁酸钾的制备实验目的：1、熟悉络合物的基本知识2、掌握合成K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的基本原理和操作技术实验原理：实验以硫酸亚铁铵为原料,与草酸在酸性溶液中先制得草酸亚铁沉淀，然后再用草酸亚铁在草酸钾和草酸的存在下，以过氧化氢为氧化剂，得到铁(Ⅲ)草酸配合物，主要反应为:(NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O=FeC2O4·2H2O↓+(NH4)2SO4 + H2SO42FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O实验仪器及试剂：电子天平，抽滤装置，烧杯，酒精灯，水浴装置，表面皿。
(NH4)2Fe(SO4)2⋅6H2O，H2C2O4⋅2H2O，H2SO4（2 mol/L）,饱和K2C2O4溶液，乙醇（95%），H2O2（3%）实验步骤：1、草酸亚铁的制备称取适量硫酸亚铁铵固体放在烧杯中，然后加适量蒸馏水和H2SO4，加热溶解后，再加入一定量草酸溶液，加热搅拌至沸，然后迅速搅拌片刻，防止飞溅。
停止加热，静置。
待黄色晶体FeC2O4·2H2O沉淀后倾析，弃去上层清液，加入适量蒸馏水洗涤晶体，搅拌并温热，静置，弃去上层清液，即得黄色晶体草酸亚铁。
2、三草酸合铁（III）酸钾的制备往草酸亚铁沉淀中，加入饱和K2C2O4溶液，313K下水浴加热，恒温下慢慢滴加H2O2溶液，沉淀转为深棕色,加热溶液至沸以去除过量的H2O2,静置一会。
然后加入草酸溶液(沉淀溶解，溶液变为翠绿色)，溶液的pH值保持在4～5，加入95%的乙醇，混匀后冷却，可以看到烧杯底部有晶体析出（翠绿色）。
晶体完全析出后，抽滤，用乙醇淋洒滤饼，抽干混合液。
固体产品置于一表面皿上，置暗处晾干。
称重，计算产率。
注意事项：三草酸合铁（III）酸钾为翠绿色单斜晶体。
半导体掺杂简介
第十一章掺杂概述导电区和N-P结是晶圆内部或表面形成的半导体器件的基本组成部分。
他们是通过扩散或离子注入技术在晶圆中形成的。
本章将具体介绍N-P结的定义，扩散与离子注入的原理及工艺。
目的完成本章后您将能够：1.定义P-N结。
2.画出完整的扩散工艺流程图。
3.描述淀积步骤与推进步骤的不同。
4.列举三种类型的淀积源。
5.画出淀积和推进工艺的典型杂质浓度与深度位置的关系曲线。
6.列举离子注入机的主要部件。
7.描述离子注入的原理。
8.比较扩散与离子注入工艺的优势劣势。
结的定义使晶体管和二极管工作的结构就是N-P结。
结（junction）就是富含带负电的电子的区域（N 型区）与富含空穴的区域（P型区）的分界处。
结的具体位置就是电子浓度与空穴浓度相同的地方。
这个概念在扩散结的形成章节中已作过解释。
在半导体表面形成结的通常做法是热扩散（diffusion）或离子注入（ion implantation）。
掺杂区的形成扩散的概念扩散掺杂工艺的发展是半导体生产的一大进步。
扩散，一种材料通过另一种材料的运动，是一种自然的化学过程，在现实生活中有很多例子。
扩散的发生需要两个必要的条件。
第一，一种材料的浓度必需高于另外一种。
第二，系统内部必须有足够的能量使高浓度的材料进入或通过另一种材料。
扩散的原理被用来将N-型或P-型杂质引进到半导体表层深部。
然而，小尺寸器件的要求使业界转而采用离子注入作为主要的掺杂技术。
但是，一旦杂质进入晶圆的表面，后续的高温过程都会使它继续移动。
扩散定律决定了后续的移动。
气相扩散的一个例子就是常见的充压的喷雾罐（图11.1），比如房间除臭剂。
按下喷嘴时，带有压力的物质离开罐子进入到附近的空气中。
此后，扩散过程使得气体移动分布到整个房间。
这种移动在喷嘴被按开时开始，并且在喷嘴关闭后还会继续。
只要前面的喷雾引入的浓度高于空气中的浓度，这种扩散过程就会一直继续。
随着物质远离喷雾罐，物质的浓度会逐渐降低。
霍尔效应——精选推荐
霍尔效应霍尔效应⼀、简介霍尔效应是磁电效应的⼀种，这⼀现象是霍尔（A.H.Hall ，1855—1938）于1879年在研究⾦属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，⽽半导体的霍尔效应⽐⾦属强得多，利⽤这现象制成的各种霍尔元件，⼴泛地应⽤于⼯业⾃动化技术、检测技术及信息处理等⽅⾯。
霍尔效应是研究半导体材料性能的基本⽅法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流⼦浓度及载流⼦迁移率等重要参数。
流体中的霍尔效应是研究“磁流体发电”的理论基础。
⼆、理论知识1． 1．霍尔效应将⼀块半导体或导体材料，沿Z ⽅向加以磁场B，沿X ⽅向通以⼯作电流I ，则在Y ⽅向产⽣出电动势H V ，如图1所⽰，这现象称为霍尔效应。
H V 称为霍尔电压。
(a) (b)图1 霍尔效应原理图实验表明，在磁场不太强时，电位差H V 与电流强度I 和磁感应强度B 成正⽐，与板的厚度d 成反⽐，即d IB R V HH =(1)或 IB K V H H =(2)式（1）中H R 称为霍尔系数，式（2）中H K 称为霍尔元件的灵敏度，单位为mv / (mA ·T)。
产⽣霍尔效应的原因是形成电流的作定向运动的带电粒⼦即载流⼦（N 型半导体中的载流⼦是带负电荷的电⼦，P 型半导体中的载流⼦是带正电荷的空⽳）在磁场中所受到的洛仑兹⼒作⽤⽽产⽣的。
如图1（a ）所⽰，⼀快长为l 、宽为b 、厚为d 的N 型单晶薄⽚，置于沿Z 轴⽅向的磁场B中，在X 轴⽅向通以电流I ，则其中的载流⼦——电⼦所受到的洛仑兹⼒为j eVB B V e B V q F m -=?-=?=(3)式中V为电⼦的漂移运动速度，其⽅向沿X 轴的负⽅向。
e 为电⼦的电荷量。
m F 指向Y轴的负⽅向。
⾃由电⼦受⼒偏转的结果，向A 侧⾯积聚，同时在B 侧⾯上出现同数量的正电荷，在两侧⾯间形成⼀个沿Y 轴负⽅向上的横向电场H E （即霍尔电场），使运动电⼦受到⼀个沿Y 轴正⽅向的电场⼒e F，A 、B ⾯之间的电位差为H V （即霍尔电压），则 jb V e j eE E e E q F H H H H e ==-==(4)将阻碍电荷的积聚，最后达稳定状态时有0=+e m F F=+-j b V e j eVB H即b V eeVB H= 得 VBb V H =(5)此时B 端电位⾼于A 端电位。
NiO薄膜制备及特性研究
利用ＴＣＯ薄膜对微波的衰减性，在重要的军用信号接收仪器（计算机，雷达）的屏蔽
窗上镀上一层一定衰减性的透明薄膜，可以避免外来电磁波的侵扰。ＴＣＯ薄膜还可以 做防紫外线、红外线用的防护镜。
１．３透明导电薄膜的发展方向
１．３．１提高透明导电薄膜的综合性能
ｂｅａｍபைடு நூலகம்
ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ
ｓｏｌ－ｇｅｌ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ａｍｏｎｇ
ｔｈｅｓｅ
ｍｅｔｈｏｄｓ，ｒｅａｃｔｉｖｅ
ｏｎ
ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍｏｓｔ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ
ｗｉｄｅｌｙ
ｕｓｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｆｉｌｍｓ ｄｅｐｅｎｄ
ｖ耐ｏｕｓ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
的性能要求。
．表１－１透明导电薄膜的主要应用及性能要求
用途
表面方阻
Ｑ／［３
透光率
Ｔａｖｇ，％
主要性能
当前透明导电薄膜在国防科技中的应用随处可见，例如夜间侦察仪器、坦克、潜
艇的观察窗等都用到了这些薄膜，不但可以隔热降温，而且可以去霜除雾。 另外，电磁波会使某些电子设备失灵。利用特定功率的干扰性电磁波扰乱敌人的
长春理工大学 硕士学位论文 NiO薄膜制备及特性研究 姓名：李俊俏 申请学位级别：硕士 专业：微电子学与固体电子学 指导教师：王新 20100301
摘
要
氧化镍是具有典型的３ｄ电子结构的半导体氧化物，是一种Ｐ型氧化物材料，它 的禁带宽度在３。０－４。ＯｅＶ之闻。壹予ＮｉＯ薄膜具有很好的化学稳定性，较好的光学，
对于ＴＣＯ薄膜来说，很难在维持很高光学透过率（９５％）的同时又使电阻率较低。 所以同时改善薄膜的光学和电学特性是今后研究的重点。进一步研究薄膜当中的载流
霍尔效应测量
Ey RBz jx
Ey
UH ws
R Ey U H / ws U H ts (米3 / 库仑) Bz jx Bz (I x / wsts ) Bz I x
Bz
霍尔电场
宽度ws Ix
厚度ts
长度l
3、由霍尔系数进一步确定样品的载流子浓度
对于n型半导体，n>>p，根据其霍尔系数表达式
Rn
(3)霍尔电压（霍尔电势差）UH
U H Ey ws ws 为样品的宽度
Bz度l
二、利用霍尔效应测量半导体电学参数
1、判断半导体的导电类型 2、确定样品的霍尔系数R
3、由霍尔系数进一步确定样品的载流子浓度
4、由霍尔系数和电导率进一步确定样品的 迁移率
1、判断半导体的导电类型
一、霍尔效应原理
1、霍尔效应本质
运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引
起的偏转。如果在与电流垂直的方向加有磁场，样品中就会
引起一个横向的电势差，这个电势差方向与电流和磁场方向垂 直，这种现象就成为霍尔效应。
由电磁场感生 的霍尔电场Ey
外加磁场Bz
外加电流jx
2、霍尔效应中主要参数表达式
(⑴)霍尔电场Ey Ey RBz jx
洛伦兹受力方向 F 电流I
左手定则: 伸开左手 让磁感线穿入手心,四指指向电流方向
（正电荷运动的方向）, 那么拇指的方向就是导体受洛 伦兹力的方向。须注意，运动电荷是正的，大拇指的指 向即为洛伦兹力的方向。反之，如果运动电荷是负的， 那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。
2、确定样品的霍尔系数R
Rn
n
(3-19)
令 R H , H 称为霍尔迁移率，是样品电导率 和霍尔系数的乘积。因此公式(3-19)还可写成：
半导体物理学简答题及问题详解
复习思考题与自测题第一章1.原子中的电子和晶体中电子受势场作用情况以及运动情况有何不同, 原子中层电子和外层电子参与共有化运动有何不同。
答：原子中的电子是在原子核与电子库伦相互作用势的束缚作用下以电子云的形式存在，没有一个固定的轨道；而晶体中的电子是在整个晶体运动的共有化电子，在晶体周期性势场中运动。
当原子互相靠近结成固体时，各个原子的层电子仍然组成围绕各原子核的封闭壳层,和孤立原子一样;然而，外层价电子则参与原子间的相互作用，应该把它们看成是属于整个固体的一种新的运动状态。
组成晶体原子的外层电子共有化运动较强，其行为与自由电子相似，称为准自由电子，而层电子共有化运动较弱，其行为与孤立原子的电子相似。
2.描述半导体中电子运动为什么要引入"有效质量"的概念, 用电子的惯性质量描述能带中电子运动有何局限性。
答：引进有效质量的意义在于它概括了半导体部势场的作用，使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及半导体部势场的作用。
惯性质量描述的是真空中的自由电子质量，而不能描述能带中不自由电子的运动，通常在晶体周期性势场作用下的电子惯性运动，成为有效质量3.一般来说, 对应于高能级的能带较宽,而禁带较窄,是否如此，为什么？答：不是，能级的宽窄取决于能带的疏密程度，能级越高能带越密，也就是越窄；而禁带的宽窄取决于掺杂的浓度，掺杂浓度高，禁带就会变窄，掺杂浓度低，禁带就比较宽。
4.有效质量对能带的宽度有什么影响，有人说:"有效质量愈大,能量密度也愈大,因而能带愈窄.是否如此，为什么？答：有效质量与能量函数对于K的二次微商成反比，对宽窄不同的各个能带，1（k）随k的变化情况不同，能带越窄，二次微商越小，有效质量越大，层电子的能带窄，有效质量大；外层电子的能带宽，有效质量小。
5.简述有效质量与能带结构的关系；答：能带越窄，有效质量越大，能带越宽，有效质量越小。
6.从能带底到能带顶,晶体中电子的有效质量将如何变化？外场对电子的作用效果有什么不同；答：在能带底附近，电子的有效质量是正值，在能带顶附近，电子的有效质量是负值。
【精品文章】氮化硼(BN)材料制备与应用剖析
氮化硼(BN)材料制备与应用剖析
氮化硼(boron nitride，BN)是由第三族元素硼(B)和第五族元素氮(N)组成一种重要的III．V族化合物。
氮化硼具有宽带隙、高热导率、抗氧化性等优异的物理化学性能。
氮化硼还在高温、高频、大功率、光电子及抗辐射等方面具有巨大的应用前景。
因此，氮化硼纳米材料的制备、纳米结构的测量、纳米器件的组装、氮化硼增韧陶瓷及光、电学性能的测试等成为当今无机纳米材料领域的重要研究方向。
1.氮化硼结构
氮化硼具有宽带隙、高热导率、抗氧化性等优异的物理化学性能。
氮化硼的结构与石墨相似，它常见的有两种杂化方式，sp2和sp3杂化。
sp2杂化的BN主要包括六方相氮化硼（h-BN）和三方相氮化硼（r-BN）：sp3
杂化的BN主要包括立方相氮化硼（c-BN）和纤锌矿结构氮化硼（w-BN）。
图1为氮化硼各晶型结构示意图。
图1 氮化硼各晶型结构示意图
2.氮化硼性质
虽然氮化硼与石墨的结构相似，但是与石墨相比，氮化硼还具有很多优异的物理化学特性：
1. 高耐热性，能耐2000℃的高温，直到3000℃时才升华。
2. 高导热性，氮化硼具有良好导热性，是众多陶瓷材料中导热最火的材料之一。
3. 优异的介电性能，高温绝缘性很好，电阻率在25℃时为104ΩNaN，在2000℃时为104ΩNaN，是陶瓷材料中最好的高温绝缘材料。
介电常数为。
氮化硼吸光范围
氮化硼吸光范围
氮化硼是一种由硼和氮元素组成的化合物，具有多种形式，如六方氮化硼（h-BN）和立方氮化硼（c-BN）等。
它在光吸收方面的特性与其结构和化学性质有关。
对于h-BN，它通常表现出较低的光吸收，尤其是在可见光和近红外光区域。
这是因为h-BN 的能带结构使得其对这些波长的光的吸收较少。
然而，在紫外光区域，h-BN 可能会有一定程度的吸收。
c-BN 的光吸收特性与h-BN 有所不同。
c-BN 在可见光和近红外光区域的吸收可能较h-BN 稍微高一些，但总体上仍然相对较低。
这是由于c-BN 的晶体结构和电子能带结构的特点所决定的。
需要注意的是，氮化硼的光吸收范围可能还受到其他因素的影响，例如氮化硼的纯度、结晶度、表面形貌以及样品的制备方法等。
此外，不同的应用场景和实验条件也可能会对氮化硼的光吸收行为产生影响。
在实际应用中，氮化硼的光吸收特性可以通过光谱分析等技术来研究。
这些技术可以提供关于氮化硼在不同波长下的吸收强度和波长范围的详细信息。
总的来说，氮化硼对光的吸收范围相对较窄，主要集中在紫外光区域。
然而，具体的吸收范围可能会因氮化硼的形式和样品特性而有所变化。
对于特定的应用，需要进行详细的实验研究和光谱分析来确定氮化硼对光的吸收情况，并根据具体需求来选择和利用氮化硼的光吸收特性。
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第卷第期年月无机材料学报文章编号
硼磷共掺杂型金刚石薄膜的效应、红外光谱
和研究
胡晓君,李荣斌,沈荷生,戴永兵,何贤爬土海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海
摘要用离子注入方法在金刚石薄膜中共注入硼离子和磷离子得到了电阻率较低的型金刚石薄膜效应测试表明退火后在注入的磷离子剂量相同的情况下共注入硼的金刚石薄膜的载流子浓度与单一掺磷的相近但迁移率高电阻率低结果表明结的形成钝化了硼的受主特性使磷的施主特性没有被补偿共掺杂薄膜中载流子浓度没有大幅度减少和测试结果证实了较高温度退火后的共掺杂薄膜的晶格结构比单掺杂薄膜的更完整从而有利于提高载流子迁移率降低电阻率关键词金刚石薄膜共掺杂型,电阻率
中图分类号文献标识码
引言低电阻率的型金刚石薄膜的制备还很困难这与施主杂质元素在金刚石中的溶解度离化能及掺杂后薄膜中的载流子浓度与载流子迁移率等因素有关在几种施主杂质元素中磷是具有较浅施主能级的杂质但无论是在生长过程中还是离子注入方法掺杂都没有得到低电阻率的型磷掺杂金刚石薄膜比〕虽然磷在金刚石薄膜中的溶解度较高但由于磷
原子半径较大掺杂后的金刚石晶格发生较大的畸变造成金刚石晶格不完整极大地降低了载流子迁移率所以磷掺杂的金刚石薄膜的电阻率普遍较高另外理论研究表明
冈
掺磷的金刚石薄膜中能形成较多的结钝化了磷的电活性使其电阻率升高
基于目前单一掺磷在获得低电阻率的型金刚石薄膜方面遇到的困难本文在金刚
石
膜中同时掺入两种杂质元素共掺杂期望能得到电阻率较低的型金刚石薄膜理论计算
表明共掺杂可能是获得低电阻率的型金刚石膜的有效方法阁合适的共掺杂能够降低
由杂质原子和基质碳原子半径之间的差别而引起的晶格畸变从而提高晶格的完整性和载流子迁移率合适的共掺杂对如是施主杂质和受主杂质时它们之间的相互作用可能会改
变施主能级在禁带中的位置从而有可能降低杂质的电离活化能同时共掺杂方法已经
在型和的制备方面获得了较好的结果,但目前利用共掺杂方法来制
备型金刚石薄膜的实验报道还很少本文利用离子注入方法在本征金刚石薄膜中
收稿日期一收到修改稿日期
一一
墓金项目国家自然科学基金作者简介胡晓君一女博士研究生无机材料学报卷
先后注入硼离子和磷离子随后在不同温度下退火研究共掺杂金刚石薄膜的电学和结构特性并对离子共注入有利于获得低电阻率的型金刚石膜的微观机制进行了讨论
实验采用热丝方法在型单晶硅衬底上制备本征多晶金刚石膜作为离子注入的衬底膜厚约为科本征金刚石薄膜的光谱表明一处金刚石的散射峰十分尖锐并且观察不到与石墨和非晶相有关的峰表明薄膜质量较高扫描电镜观察薄膜的表面形貌表明薄膜的颗粒细密均匀室温下本征金刚石薄膜的电阻率仆这层本征金刚石在离子注入层和硅衬底间起到绝缘隔离作用确保电学测试反映的仅仅是离
子注入层的电学性能没有衬底的干扰为了避免注入离子的剂量和能量大于金刚石转变成石墨的临界值实验中注入元素的剂量维持在中低水平”一注入的能量也控制在以下为了使注入的硼磷离子的浓度峰值基本在薄膜的同一深度范围参照有关数据硼磷离子的注入能量
分别取和离子注入时先注入硼离子剂量控制在‘一剂量率为户一“接着注入剂量范围在”一的磷离子剂量率为户一为与共注入的结果对比同时进行了硼磷离子的单注入离子注入在同位素分离器中进行注入的元素
种类能量和剂量如表所示离子注入后的金刚石膜在氢气氛下和下退火退火时间为
表硼磷离子共注人和硼磷离子单注人的能和剂
一
“‘火“‘”
退火后的薄膜用丙酮清洗表面再用浓硫酸和双氧水体积比混合溶液清洗,
以去除表面非金刚石相用多靶磁控溅射仪在薄膜上溅射四个排列成正方形的
厚的金属电极接着在真空镀膜机中蒸镀金属约然后在气保护下退火用两探针法和型高阻计测试各掺杂薄膜在不同退火温度下的
电阻率用仪器测试了室温下各样品的效应值并在真空中测试了、范围内退火后各样品的电阻率与温度的变化关系用红外光谱仪测试薄膜的红外光谱用测试不同注入条件和退火条件
的金刚石薄膜的电子顺磁共振谱用波长的激发源激光器对不同注入条件和退火条件的金刚石薄膜进行了光谱分析期胡晓君等硼磷共掺杂型金刚石薄膜的效应红外光谱和
研
究
结果和讨论
图为各掺杂薄膜的归一化电阻的对数值与退火温度的关系归一化电阻是考虑了薄
膜的厚度和探针间的距离将两探针法测得的电阻值归一化后得到的它与薄膜的电
阻
率成正比为了叙述方便以下直接用电阻率代替归一化电阻进行讨论可以看出随退火温度的升高薄膜的电阻率下降当退火温度达时各样品的电阻率降到最低当退火温度进一步升高到时除样品的电阻率变化不大外其它掺杂薄膜的电阻率反而升高退火后单掺杂样品的电阻率变化不大共掺杂样品的电阻率稍有升高高温退火后的这个现象类似于硅单晶中离子注入硼后的反退火特性即在一定的温度
范围薄膜的电阻率随退火温度的升高而升高表明退火使薄膜中杂质的电激活率极大提高降低了掺杂薄膜的电阻率也表明薄膜的导电不是由于离子注入带来的缺陷
引起的而是退火后杂质元素激活的结果因此选择退火后的样品来进行效应测试表为室温下各样品的效应测试结果硼磷共掺杂和磷掺杂的金刚石薄膜的导电类型都为型各样品的载流子浓度相差不大尤其是共掺杂样品和其相同浓度的单掺磷样品、载流子浓度相差很小说明硼对磷的补偿作用较小但迁移率的差别比较大样品的迁移率比样品的迁移率大倍的迁移率比
的大倍在四个样品中的电阻率最小,而的电阻率最高样品电阻率的差异主要体现在迁移率不同这暗示了两种掺杂方法得到的金刚石薄膜中的晶格完整性不同图为各样品的电阻率与温度的关系三个样品具有相同的电阻率一温度变
化趋势在某一温度下曲线发生了转折使得不同的温度区域下的激活能不同高温段的激活能为、与理论计算的磷的激活能,基本一致此时电阻率的变化主要是由载流子迁移引起的这一激活能与硼的激活能相差较大表明薄膜的导电性不是由硼引起的低温段的激活能
为、一般认为薄膜的电阻率的变化与缺陷的跳跃有关】不同注入条件下的样品电阻率开始转折的温度不同的转折温度最低的转折温度也较低的转折温度最高说明前两者的缺陷数量比后
者的低另外在图的三条曲线中
电阻率与温度的关系基本一致连激活能也相差不大这暗示了共掺杂和单掺杂样
品具有相同的导电机制为了解释上述结
果我们对样品进行了红外电子顺磁共振
和光谱测试
」卜一
卜笼」
户性尸吞
曳口一
图各样品的两探针电阻率与退火温度的关
系
丫么就无机材料学报
卷
表退火后的各样品在室温下的效应测试值
户几一‘一‘一‘一”
叮戊盯︸叙卜、八卜代勺
一
一一一
滩
朋。“
。‘“
。,
节剑火
知众众承、山口弓巨的‘巴卜任习﹄工
,的比
图各样品的电阻率与温度的关系图各种条件掺杂薄膜的红外光谱
图
图为磷单掺硼单掺和硼磷共掺杂样品的红外光谱其中硼单掺是在金刚石薄膜中
以
的能量注入‘“一的硼离子并在退火得到的以此作为硼磷共掺和磷单掺样品的红外光谱的对照图硼单掺和硼磷共掺杂样品的红外谱中和一‘
附
近出现了吸收峰而在单一掺磷的样品谱图的相应位置没有发现这样的峰预示这三个吸收峰可能与硼有关一‘附近的峰可能与的面外弯曲振动有关、一’说明硼确实与氢成了键一附近的峰只在含磷的金刚石薄膜中看到暗示它可能与磷有关一’附近的峰只在硼磷共掺杂样品中发现更为重要的是在含有硼的两条谱线中没
有发现与硼原子空穴束缚态在一‘一’和一‘
有关的峰它们分别是从基态到第一第二第三激发态的跃迁引起的“说明硼原子在金刚石中不具有受主特性其受主特性可能由于形成了结而被氢原子钝化了失去了对磷施主的补偿作用所以共掺杂样品的载流子浓度并没有大幅度减少金刚石中硼被氢钝化的结果还在】的红外光谱实验中观察到并且用测试得到了更为
直观的硼被氢原子补偿的现象
”】
图是不同掺杂条件和退火温度下各样品在室温下的电子顺磁共振谱离子注入前的金刚石薄膜的谱线光滑对称因子为信号来自于碳悬键’离子注入