同质与异质外延掺杂CVD金刚石薄膜的结构与性能

摘要：

采用化学气相沉积(CVD)技术,以高温高压(HTHP)合成的(100)金刚石和p型(100)Si为衬底制备了硫掺杂和硼-硫共掺杂金刚石薄膜,利用原子力显微镜(AFM)、扫描隧道显微镜(STM)及隧道电流谱(CITS)等手段分析同质和异质外延CVD掺杂金刚石薄膜的结构和性能.结果表明:异质Si衬底上CVD金刚石的形核密度低,薄膜表面比较粗糙,粗糙度达到18.5 nm;同质HTHP金刚石衬底上CVD金刚石薄膜晶粒尺寸约为10-50 nm,表面平整,表面粗糙度为1.8 nm.拉曼测试和电阻测量的结果显示,在HTHP金刚石衬底上制备的金刚石薄膜晶格完整性更好,薄膜中的缺陷浓度及应力比Si衬底上合成的金刚石薄膜中的低,薄膜的导电性能也高于在Si衬底上制备的金刚石薄膜.扫描隧道电流谱(CITS)测试结果显示,Si衬底上制备的金刚石薄膜晶界处及晶界附近的晶粒表面为高电子发射区,而在HTHP金刚石上制备的金刚石薄膜表面电流分布较均匀;电流-电压(I-V)特性表明在Si和HTHP金刚石衬底制备的硫掺杂金刚石薄膜均具有n型导电结构特征.

关键词：金刚石、掺杂、外延

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分类号：O4(物理学)

资助基金：上海市教委科研创新项目09YZ482;上海市重点学科资助的课题

在线出版日期：2009-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1287-1292