PECVD法制备掺硼纳米金刚石薄膜的工艺研究进展

• 作者: 崔晓慧 彭环洋 汪建华 熊礼威 龚国华
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 硼掺杂 纳米金刚石薄膜 电性能 硼源浓度 衬底温度
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 40-48
• 分类号: TG174
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.10.007

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	汪建华	武汉工程大学材料科学与工程学院	123	698	14.0	19.0
2	熊礼威	武汉工程大学材料科学与工程学院	37	243	9.0	14.0
3	崔晓慧	武汉工程大学材料科学与工程学院	8	47	3.0	6.0
4	彭环洋	武汉工程大学材料科学与工程学院	5	25	2.0	5.0
5	龚国华	武汉工程大学材料科学与工程学院	5	11	2.0	3.0