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1、第21卷第3期半 导 体 学 报Vol.21,No.32000年3月CHINESEJOURNALOFSEMICONDUCTORSMar.,2000掺杂nc-Si∶H膜的电导特性1,2345彭英才 刘 明 何宇亮 李月霞(1 河北大学电子信息工程学院 保定 071002)(2 中国科学院半导体研究所半导体材料科学实验室 北京 100083)(3 中国科学院微电子中心 北京 100029)(4 北京航空航天大学材料物理与化学研究中心 北京 100083)(5 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室 北京 10008
2、3)摘要 采用常规PECVD工艺,以高纯H2稀释的SiH4作为反应气体源,以PH3作为P原子的掺杂剂,在P型(100)单晶硅(c2Si)衬底上,成功地生长了掺P的纳米硅膜(nc2Si(P)∶H)膜.通过对膜层结构的Raman谱分析和高分辨率电子显微镜(HREM)观测指出:与本征nc2Si∶H膜相比,nc2Si(P)∶H膜中的Si微晶粒尺寸更小(～3nm),其排布更有秩序,呈现出类自组织生长的一些特点.膜层电学特性的研究证实,nc2Si(P)∶H膜具有比本征nc2Si∶H膜约高两个数量-1-1-1-1级的电导率,其R值可高
3、达10～108·cm.这种高电导率来源于nc2Si(P)∶H膜中有效电子浓度ne的增加、Si微晶粒尺寸的减小和电导激活能$E的降低.采用nc2Si(P)∶H膜和P型c2Si制备了异质结二极管,其反向击穿电压值可高达75V,而反向漏电流却仅有几个nA,呈现出良好的反向击穿特性.关键词:电导特性,nc2Si∶H膜PACC:7280N,7360F;EEACC:2550B,2530B文章编号:025324177(2000)0320308205ConductivePropertiesonDopingNanometerSilicon
4、ThinFilms1,2345PENGYing2cai,LIUMing,HEYu2liangandLIYue2xia(1CollegeofElectronicandInformationalEngineering,HebeiUniversity,Baoding071002,China)(2SemiconductorMaterialScienceLaboratory,InstituteofSemiconductor,TheChineseAcademyofSciences,Beijing100083,China)(3Micr
5、oelectronicCenter,TheChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China)(4ResearchCenterofMaterialPhysicsandChemistry,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)(5NationalLaboratoryofSuperlatticeandMicrostructures,InstituteofSemiconductor,彭英才 男,1
6、948年出生,教授,主要从事半导体薄膜材料物理与工艺的研究.刘 明 女,1964年出生,博士后,主要从事低维材料与集成电路工艺研究.何宇亮 男,1934年出生,教授,主要从事纳米硅膜的结构与物性研究.1998212223收到,1999204223定稿3期彭英才等: 掺杂nc2Si∶H膜的电导特性309TheChineseAcademyofSciences,Beijing100083,China)Received23December1998,revisedmanuscriptreceived23April1999Abstr
7、actPhosphor2dopednanometercrystallinesilicon(nc2Si(P)∶H)filmsaresuccessfullygrownontheP2type(100)orientedcrystalsilicon(c2Si)substratebyconventionalPECVD.ThefilmsareobtainedusinghighpureH2diluteSiH4asareactiongassourceandusingPH3asadopinggassourceofphosphoratoms.
8、ThefilmstructuresarestudiedbyusingRamanspectrumandhighresolutionelectronmicroscopy(HREM).Simicrocrystallinesize(～3nm)innc2Si(P)∶Hfilmsislessthanoneinintrinsicn
