共掺杂n型CVD金刚石薄膜的结构和性能

摘要

利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术制备硫掺杂及硼/硫共掺杂n型金刚石薄膜,探讨n型CVD金刚石薄膜的特性和共掺杂机理.研究结果显示：随着单一硫（S）掺杂含量的增加,金刚石薄膜导电激活能降低,薄膜生长速率减小,薄膜中非金刚石结构相增多;硼/硫（B-S）共掺杂有利于增加硫在金刚石中的固溶度,提高硫在金刚石晶体中的掺杂率,降低金刚石薄膜的导电激活能（在0.26～0.33eV）;与单一S掺杂相比较,B-S共掺杂金刚石薄膜生长速率低,薄膜质量和晶格完整性好;霍耳效应测试表明硫掺杂和硼/硫共掺杂金刚石薄膜具有n型导电特征,载流子浓度在10^16-10^18/cm^3之间,载流子迁移率在7～80cm^2V^-1s^-1之间.采用B-S共掺杂技术有利于提高CVD金刚石薄膜的晶格完整性,使得B-S共掺杂金刚石薄膜具有更高的载流子迁移率.