| 黑硅薄膜的电学输运特性 |
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| 引用本文： | 程正喜,陈永平,马斌. 黑硅薄膜的电学输运特性[J]. 红外与激光工程, 2012, 0(12): 3311-3317 |
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| 作者姓名： | 程正喜 陈永平 马斌 |
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| 作者单位： | 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室 |
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| 基金项目： | 中国科学院红外成像材料与器件实验室开放课题;上海技术物理研究所创新专项前沿前瞻研究专题(Q-ZY-66) |
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| 摘 要： | 采用飞秒激光在六氟化硫气氛中对硅表面进行扫描,在硅衬底上制备了具有超饱和硫重掺杂的黑硅薄膜。采用变温霍尔测试方法,在30~300 K温度范围内测试了黑硅薄膜-硅衬底双层结构的载流子浓度温度特性和迁移率温度特性。采用双层结构的霍尔载流子浓度模型和霍尔迁移率模型,从测试结果中分离出黑硅薄膜的载流子浓度温度特性和迁移率温度特性。采用杂质带电离载流子模型拟合黑硅薄膜的载流子浓度温度特性,得到黑硅薄膜的硫杂质带的中心能级为Eds=-159 meV,高斯半高宽为50.57 meV,有效硫浓度Nds=1.0cm-3×1020cm-3,室温下硫的电离率为7%。计算得到的杂质带态密度分布图,此时杂质带与导带开始融合,黑硅薄膜发生了绝缘体金属转化现象,并解释了黑硅薄膜载流子浓度温度特性中随温度升高激活能增大的现象。黑硅薄膜载流子迁移率特性说明,在低温下杂质散射是主要的散射机制,在高温下声子散射是主要的散射机制。并采用硅中载流子迁移率的经验模型,将黑硅薄膜载流子迁移率分离成导带电导和杂质带电导两部分,得到杂质带的迁移率μi在1~10 cm2/Vs。
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| 关 键 词： | 黑硅 电子迁移率 霍尔测试 双层结构 |
Electrical transport properties of black silicon thin film |
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| Cheng Zhengxi,Chen Yongping,Ma Bin. Electrical transport properties of black silicon thin film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 0(12): 3311-3317 |
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| Authors: | Cheng Zhengxi Chen Yongping Ma Bin |
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| Affiliation: | (Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors,Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China) |
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