MoO3/Si界面区钼掺杂非晶氧化硅层形成的第一性原理研究

摘要：

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,通过模拟MoO3/Si界面反应,研究了MoOx薄膜沉积中原子、分子的吸附、扩散和成核过程,从原子尺度阐明了缓冲层钼掺杂非晶氧化硅(a-SiOx(Mo))物质的形成和机理.结果表明,在1500 K温度下,MoO3/Si界面区由Mo,O,Si三种原子混合,可形成新的稳定的物相.热蒸发沉积初始时,MoO3中的两个O原子和Si成键更加稳定,同时伴随着电子从Si到O的转移,钝化了硅表面的悬挂键.MoO3中氧空位的形成能小于SiO2中氧空位的形成能,使得O原子容易从MoO3中迁移至Si衬底一侧,从而形成氧化硅层;替位缺陷中,Si替位MoO3中的Mo的形成能远远大于Mo替位SiO2中的Si的形成能,使得Mo容易掺杂进入氧化硅中.因此,在晶硅(100)面上沉积MoO3薄膜时,MoO3中的O原子先与Si成键,形成氧化硅层,随后部分Mo原子替位氧化硅中的Si原子,最终形成含有钼掺杂的非晶氧化硅层.

关键词：第一性原理、MoO3/Si界面反应、钼掺杂非晶氧化硅、形成能

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资助基金：国家自然科学基金61874070, 61674099, 61274067;索朗光伏材料与器件 R

在线出版日期：2019-06-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：82-88