镶嵌于非晶碳化硅中的高导电性掺杂纳米晶硅的制备与电学性能研究

摘要

对不同C/Si比的掺磷非晶碳化硅薄膜的光电性质进行了研究.发现对于原始样品,随着C/Si比的减小,材料的光学带隙逐渐减小,暗电导率逐渐增大.对于1000℃退火后的样品,材料的暗电导率有了6到7个数量级的提高.随着膜中C/Si比的减小,材料中Si-C键密度逐渐减少,结晶度提高,光学带隙有所增大,多数载流子迁移率增大,暗电导率逐渐增大.此外,薄膜中组分比的改变对材料中掺杂磷原子的激活效率以及材料的电导率激活能等都会产生相应影响.随着C/Si比的减小,退火后样品的掺杂磷原子的激活效率随之改变,表现为载流子浓度先增大后减小的趋势,这与材料的结晶程度有很大的关系.退火后样品的电导率激活能随着C/Si比的减小而逐渐减小,费米能级逐渐靠近导带底,最后位于导带底甚至进入导带,使材料表现为重掺杂的特性.