纳米Si薄膜的压阻效应.pdfVIP

1998年尊12卷第2期 测试技术学报 Ⅷ12N。2 1998 畔?、Ii． 纳米Si薄膜的压阻效应 株鸿溢 武旭辉林 涛 李映雪 北京理工大学，北京100081)(北京大学，北京100871) 摘 要 纳,si薄腱由大量的超微si届粒和大量的晶粒同界面区组成。这一 特殊的结构造成纳咪Si薄膜其有较大的压阻效应．本文讨论，了薄膜徽结构对其压阻 效应的作用．认为纳米si薄膜材料是上钟忧秀的侍感器材料。 关键词 薄膜，纳,si薄膜。压阻效应 0引 言 Bcalescienceand 1～100nm尺 纳米科举技术(nano technology】是一门在0 度空闻o～”，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新高技术学科。其学 ’ 科领域包括纳米物理学(nanophysi material 学(nanometer science)、纳米机械学{nanomechanics)、纳米显微学 的意志直接操纵单个原子．制造具有特定功能的产品。这一目标的实现意昧着纳米 技术政变人类生活和生产方式的时代的来临。 开展纳米科学技术研究．是一项开发物质的潜在信息和结构潜力的重大工程‘” 它将使单位体积物质储存和处理信息的能力实现又一次飞跃，导致人类认识和改造 世界的能力出现重大突破，从而对国民经济和国防实力产生深远的影响。 本文报导了纳米硅(nc～8i：H)薄膜的压阻效应。阐述了纳米硅薄膜的特殊的两 相结构特征，即由具有纳米量缓尺度的大量晶粒(晶态相}和晶粒间(厚度在3～4个 厚屡J大量的界面区(界面相}组成．它们各占薄膜体积的50％，也就是它们所占的体 积分数相等。这种特殊结构，既不同于品态材料，也不同于菲晶态材料，被称为第 三类型固体材料。结构的特殊性导致薄胰特性的优异性。如具有高电导率a，低激 活能△E，在可见光和红外渡段有比单晶硅和非晶硅高得多豹光吸收系数Ⅸ， 特男4 令人感兴趣的是具有高的压阻效应．文中讨论了nc-Si：H薄膜压阻效应的测量结果 及其与薄膜结构的关联“““‘”’。 1纳米硅制备 国防预研基金资助项目 艘 ． 赳试越丕掌握 11塑生箍量勰 场的珂率为13．56姗，，高藏源施加于系统的功率密度为o．44W／cm。，村底沮度100 擞晶粒。晶越度的数据来自RaMn散射谱秘x射线衍射实验的话暴。 射期 电捩 ‘ 图1 PECVD系统示意图 薄膜淀积系统中，高频簿的功率、衬底温度相反应气体的浓度等．对纳米硅薄 膜的生长都是重要因素，实验中反应气体Sift·用k气体进行高度稀释．以提供足够 ． 多的(H】基，同时施加负偏压，使反应基CSiHn]+到达衬底表面有适当的能量。 有利于形成适当曲晶奄成分，而且起列摊斥氯负离子的作用，宥刺于薄膜质量的提 高。总之。制备技术上要仔细选择工艺条件． 2实验测量 鳙米硅薄膜募有较高的电导率，口tlo“一lo-1n-l·ct一‘可以使用导体的压 力