濺射法制備β-FeSi2薄膜及其性能的研究.pdf

1、利用磁控濺射法在硅和石英上沉積了不同厚度比的Fe/Si多層膜,通過退火制備了β-FeSi2薄膜。退火后發(fā)現(xiàn)硅襯底上結(jié)構(gòu)為Fe(20nm)/Si(64nm),Fe(2nm)/Si(6.4nm)和Fe(1nm)/Si(3.2nm)的多層膜完全生成β-FeSi2相,石英上相同結(jié)構(gòu)的多層膜由于Fe和Si的含量沒有達(dá)到1:2而含有ε-FeSi金屬相。硅和石英上薄膜的表面粗糙度都很小,隨著亞層厚度的增加,薄膜表面由凹凸不平變得平整光滑。由F(20n

2、m)/Si(64nm)結(jié)構(gòu)制備的薄膜表面顆粒尺寸均勻,結(jié)構(gòu)致密,平整度最好。
　　 利用磁控濺射-貼片法在石英上制備了摻硼的p型β-FeSi2薄膜,通過調(diào)整B/Si面積比(B片與Si靶的面積比)來控制摻雜濃度。為了在石英上獲得單相的β-FeSi2,提高了Fe/Si多層膜中Si的量,設(shè)定厚度比為Fe(2.26nm)/Si(7.7nm)。XRD圖譜顯示石英上B/Si面積比為0,2％,3％和5％的薄膜全部獲得β-FeSi2單相。冷熱探

3、針法測定薄膜導(dǎo)電類型為p型,隨著B/Si面積比的增加,薄膜的電阻率明顯下降,由未摻雜的2.052Ω·cm下降到0.021Ω·cm。且由于硼原子的摻雜使薄膜的光學(xué)帶隙變窄,晶粒長大。B/Si面積比為5％的薄膜電阻率最低,為0.021Ω·cm,光學(xué)帶隙約為0.86eV。
　　 采用離子束濺射法在硅和石英上沉積了不同原子比的Fe/Si多層膜,通過后續(xù)退火制備了結(jié)晶質(zhì)量較好的β-FeSi2薄膜。結(jié)果表明:由于離子束濺射的特殊性質(zhì),在硅和