n型CVD共掺杂金刚石薄膜的制备方法

摘要

一种材料技术领域的n型CVD共掺杂金刚石薄膜的制备方法。本发明以液态丙酮为碳源，固态三氧化二硼和液态二甲基二硫分别为p型硼原子和n型硫原子的掺杂源，采用微波等离子体化学气相沉积技术将p型硼原子和n型硫原子两种掺杂原子同时掺入到金刚石晶体中获得共掺杂n型CVD金刚石薄膜：首先对硅衬底进行预处理，然后置于微波加热装置中的反应室中，反应室抽真空后充入氢气，由反应室的顶部馈入碳源气体以及p型和n型掺杂源气体，在微波作用下产生氢等离子体、活性氢原子和含碳、硼、硫的活性基团，通过调节气体流量来控制反应气氛的压力和掺杂原子的浓度，得到薄膜。本发明综合提高掺杂薄膜的电导率、电子迁移率和载流子浓度。

主权项

1.一种n型CVD共掺杂金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，以液态丙酮为碳源，固态三氧化二硼和液态二甲基二硫分别为p型硼原子和n型硫原子的掺杂源，采用微波等离子体化学气相沉积技术将p型硼原子和n型硫原子两种掺杂原子同时掺入到金刚石晶体中获得共掺杂n型CVD金刚石薄膜：首先对硅衬底进行预处理，然后置于微波加热装置中的反应室中，反应室抽真空后充入氢气，由反应室的顶部馈入碳源气体以及p型和n型掺杂源气体，在微波作用下产生氢等离子体、活性氢原子和含碳、硼、硫的活性基团，通过调节气体流量来控制反应气氛的压力和掺杂原子的浓度，制备得到n型CVD共掺杂金刚石薄膜，所述的反应室抽真空后充入氢气，具体为：反应室本底真空度高于或者等于1×10-3Pa，充入氢气的压强为1-3KPa；所述的通过调节气体流量来控制反应气氛的压力和掺杂原子的浓度，具体参数为：气体流量控制在100-120毫升/分之间，反应气氛的气压为1-3kPa，丙酮与氢气为1-4％，硫与碳为1000-4000ppm，硼与硫为0.02-0.5ppm；所述的微波作用，其功率为700W-1000W之间；所述的n型CVD共掺杂金刚石薄膜，其膜的厚度为1.0-3.0微米。