第259章 p型、n型、共掺杂

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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。

但得到的金刚石膜的电阻率依然很高。

陈舟又看了一眼四十三所的实验数据，随即开始在草稿纸上整理可以作为氮源和磷源的物质。

在陈舟沉浸在研究中时，房间外的天色已经渐渐暗了下来。

“陈舟。”

被沈靖的声音喊醒，陈舟疑惑的抬起头看着沈靖。

沈靖指了指电脑：“数据分析完成了。”

“噢。”陈舟应了一声，起身走到沈靖旁边看了一眼。

分析的结果和他的预料基本上没有多大差别。

“发给我，我做最后的处理。”

沈靖点点头：“好。”

陈舟转身就准备走回座位，这时沈靖拽住了他，指了指电脑屏幕的右下角。

陈舟看了一眼，这才惊觉居然已经六点半了。

想了想，陈舟并不打算在四十三所加班，还是回酒店舒服些。

于是，两个人把资料整理好，跟彭飞那边说了一声，便离开了四十三所。

陈舟本来还奇怪彭飞居然一下午没过来找他，打电话时才明白过来。

彭飞这会正忙着金刚石薄膜成品的收集呢。

采用改进工艺制备的金刚石薄膜已经完成。

听彭飞的意思，陈舟估计他今晚又会熬夜加班。

而且还不知他一个人……

在外面简单的吃了晚饭，陈舟和沈靖就回到了酒店。

沈靖本打算像先前一样跟到陈舟房间的，结果被陈舟拦了下来。

“晚上好好休息，明天有你忙的。”丢下这么一句话，陈舟就关门进了房间。

门外，沈靖看着被关上的房门，嘀咕道：“这该不会是闭关吧？”

房间里，陈舟迅速打开电脑，掏出草稿纸和错题集。

“就在今晚了……”

只扫了一眼，下午的思路便接续上了。

陈舟再次沉浸于n型掺杂和共掺杂的问题研究中。

原本特意准备的一沓崭新的a4草稿纸，随着时间的推移，渐渐变薄。

而他一直所心疼的笔芯，也在以一种超乎常理的速度，不断流逝在草稿纸上。

错题集上的内容，也在不断的增减着。

“不管氮源和磷源的采用的是什么，目的就只有一个……”

“不管装置内的系统是什么样的，它都始终只为了制备出掺杂的金刚石薄膜……”

陈舟的思路变得清晰起来，方向也逐渐明确。

在四十三所的共掺杂实验中，装置内并没有采用多余的系统作为辅助。

但其实，如果有其它系统辅助的话，可能结果会更好也说不定。

这是国外的一篇文献给陈舟的启发。

把写满的草稿纸拿到一边，换上一张新的草稿纸，再把笔芯换上满水的。

陈舟在草稿纸上写到：

【在nimnco—c系统中，采用p2n5、羰基离子粉末和磷粉末在高温高压下混合，提供氮源和磷源，以此方法掺杂金刚石……】

写完这句话，陈舟突然笑了出来。

“这么简单的道理，为什么我还想了这么久？”

相比单纯的氮掺杂金刚石，sp3-ch3形式的h原子更容易掺入磷—氮共掺的金刚石晶格中，提高共掺杂金刚石的质量。

因为在磷—氮共掺系统中，磷原子掺入后产生许多缺陷，形成了碳原子悬挂键，有助于氢原子掺入金刚石晶格。

而氢原子可以刻蚀sp2相，有利于高质量金刚石薄膜的沉积。

“系统和氮源、磷源确定后，那共掺杂实验剩下的问题，就好解决了……”

陈舟说着，把放在一旁的几张草稿纸拿了过来。

这是在研究氮源和磷源时，针对不同情况，陈舟所做的参数研究。

这会，正好拿来验证。

一般的衬底温度、掺杂浓度、工作压力等等等等，通过错题集的试错，很快就能得到一个大致区间。

再经过分析模型的验证，再回转到错题集进一步试错。

那就成了！

把共掺杂的问题一解决，那n型掺杂的问题，也就是铺在纸面上的答案了。