第259章 p型、n型、共掺杂-《学霸从改变开始》


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    “硼源的掺杂浓度……”

    结合四十三所已经完成的10组实验数据,陈舟开始p型掺杂实验的试错。

    一个小时后,陈舟拿出一张新的草稿纸,在草稿纸上写下一系列的实验参数。

    然后起身走到沈靖身旁,把草稿纸甩给了沈靖。

    沈靖拿到草稿纸后,微微一愣,旋即开始和方结明沟通,进行模型分析。

    陈舟则再次回到座位坐好。

    接下来,该轮到n型掺杂和共掺杂的问题了。

    n型掺杂和共掺杂的问题,相比于p型掺杂,则要难上许多。

    “第一次实现金刚石n型掺杂是在(111)面金刚石衬底上进行的,而且样品在很宽的温度范围内都表现了n型半导体传到特性……”

    “在温度500k时,霍尔迁移率在23cm2/(v·s)……”

    “但是,相对于(111)面单晶金刚石衬底表面抛光难、缺陷多、尺寸小来说,(100)面取向衬底表面具有原子级的平整程度,缺陷小,外延膜质量也优于(111)面衬底金刚石……”

    “可这也并不是绝对的,而且晶面的问题,也不是最为关键的因素……”

    想到这,陈舟手中的笔停了下来,习惯性的在草稿纸上点着点。

    这是陈舟思路受阻时的表现。

    “再梳理一遍文献资料……”

    这样想着的陈舟,放下了手中的笔,将目光再次移向电脑屏幕。

    手中鼠标的滚轮不断滑动,屏幕上的内容也在不断变化。

    但陈舟的眼睛却一眨都不眨。

    这些内容,他已经过了一遍了。

    现在再看,只是寻找自己有没有漏掉的地方。

    好给自己受阻的思路,打开一个缺口。

    “磷的掺杂浓度?”

    “电子散射机制?”

    “不是这部分的内容……”

    “……1.7ev?”

    “怎么把这个数据忘了!”

    看到这个内容时,陈舟的双眼瞬间明亮起来。

    n型掺杂,或者说磷掺杂金刚石,之所以难。

    是因为磷原子比碳原子大,很难嵌入金刚石晶格。

    当磷原子进入金刚石晶格内,会引起晶格扭曲,影响金刚石中的构型、键型和电荷分布。

    磷掺杂金刚石中存在大量空位,也会与磷原子形成结合力很强的磷—空位缺陷。

    这种缺陷的能级位于金刚石导带底约1.7ev的位置上,可以补偿施主,阻碍磷原子的电离。

    进而导致难以获得高质量的磷掺杂金刚石薄膜。

    虽然磷的能级位于导带底以下0.58ev,但是这种缺陷却还是存在。

    “缺陷的填补……”

    陈舟手中的动作加快,鼠标的滚轮不断滑动。

    屏幕上的内容被陈舟拉到了共掺杂的部分。

    【氮原子处于金刚石晶格中的替代位置,会形成激发能量为1.7ev的深施主能级,在室温下不导电……】

    【理论上,磷可以作为浅施主杂质,但磷原子的半径大于碳原子半径,很难掺入金刚石晶格中……】

    【理论表明,磷—氮共掺的方法,也许是克服宽禁带和超宽禁带半导体自身补偿的一种有效方法……】

    【……】

    看到这,陈舟手中的速度不自觉的慢了下来。

    如果氮原子能够填补缺陷,磷原子的掺杂就有了空间……

    本来是准备先解决n型掺杂问题的,结果这一思考,问题就跳跃到了共掺杂?

    因为四十三所的n型掺杂实验,采用的是磷掺杂。

    所以在共掺杂中,他们研究的便是磷—氮共掺的方法。

    这也使得陈舟就这样把两者联系在了一起。

    陈舟不由得在心中笑了笑,但也随即便决定将n型掺杂和共掺杂的问题放在一块解决。

    在共掺杂实验中,最早被作为磷源的是ph3,被作为氮源的是n2。

    但是,采用这两种气体进行实验时,得到的结果却并不理想。

    制备出来的掺杂金刚石膜的电阻率很高。

    随后的实验中,磷源和氮源的选择被不断变更。

    像是nh4h2p04这种包含磷元素和氮元素的单一掺杂源,也被应用到了研究上。
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