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Mg 2 Si/Si异质结的制备及I-V特性研究?

王善兰 , 廖杨芳 , 吴宏仙 , 梁枫 , 杨云良 , 肖清泉 , 谢泉

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.09.017

采用磁控溅射和热处理系统制备Mg2 Si/Si异质结.首先在 n-Si(111)衬底上沉积 Mg 膜，经热处理后得到Mg2 Si/Si异质结.利用XRD、SEM、表面轮廓仪、伏安特性测试仪和霍尔效应测试仪，研究了 Mg2 Si/Si 异质结的晶体结构、表面形貌、Mg2 Si薄膜厚度、I-V特性及导电类型.结果表明，成功制备了Mg2 Si/Si 异质结，并得到其平均载流子浓度(－9．30×1012 cm－3)、导通电压(0．31 V)、导通电流(0．6 mA)、工作电压(0．53 V)等，测得该异质结为n-n型.

关键词: 磁控溅射 , Mg2Si/Si异质结 , I-V特性

钠钙玻璃上Mg2Si薄膜的制备及其电学性质

房迪 , 肖清泉 , 廖杨芳 , 袁正兵 , 王善兰 , 吴宏仙

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.04.003

采用磁控溅射技术和退火工艺在钠钙玻璃衬底上制备了Mg2Si半导体薄膜,研究了Mg膜厚度对Mg2Si薄膜结构及其电学性质的影响.在钠钙玻璃上分别溅射两组相同厚度(175 nm)的P-Si和N-Si膜,然后在其上溅射不同厚度Mg膜(240nm、256nm、272nm、288nm、304nm),低真空退火4h制备一系列Mg2Si半导体薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔效应测试仪对Mg2Si薄膜的晶体结构、表面形貌、电学性质进行表征与分析.结果表明:采用磁控溅射技术在钠钙玻璃衬底上成功制备出以Mg2Si (220)为主的Mg2Si薄膜.随着沉积Mg膜厚度的增加,Mg2Si衍射峰逐渐增强,薄膜表面更连续,电阻率逐渐减小,霍尔迁移率逐渐降低,载流子浓度逐渐增加.此外,Si膜导电类型和Mg膜厚度共同影响Mg2Si薄膜的导电类型.溅射N-Si膜时,Mg2Si薄膜的导电类型随着Mg膜厚度的增加由P型转化为N型;溅射P-Si膜时,Mg2Si薄膜的导电类型为P型.可以控制制备的Mg2Si半导体薄膜的导电类型,这对Mg2Si薄膜的器件开发有着重要的指导意义.

关键词: 钠钙玻璃 , Mg2Si薄膜 , 膜厚 , 磁控溅射

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