论文部分内容阅读
天然纯净金刚石具有绝佳的绝缘性,掺杂的金刚石则转变为半导体特性,在光电子领域具有重要的应用价值。本文利用直流热阴极化学气相沉积法(DC-PCVD),以H2、CH4、NH3等作为反应及掺杂气体,研究了不同条件对N掺杂金刚石膜生长及性质的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD)和霍尔效应测试仪(Hall)等手段研究了金刚石膜的表面形貌、生长特性和导电特性。同N2和C3H6N6(三聚氰胺)相比NH3具有最小的键能,N原子更容易形成离子取代C原子,进行杂化促进二次形核,细化晶粒并增加禁带中的杂质缺陷,提高导电性。流量不超过6sccm的NH3可细化晶粒,实现纳米金刚石膜的生成,同时也会降低反应速度,过量会遏制膜的生成;温度(800℃-1000℃)和压强(10KPa)适中时,均能生成结晶质量高的金刚石膜,但会降低导电性,NH3流量超过2sccm时会大大改善其导电性能。