h-BN/diamond异质结的制备与沟道载流子输运性质

作     者：贾燕伟 何健 何萌 朱肖华 赵上熳 刘金龙 陈良贤 魏俊俊 李成明 Jia Yan-Wei;He Jian;He Meng;Zhu Xiao-Hua;Zhao Shang-Man;Liu Jin-Long;Chen Liang-Xian;Wei Jun-Jun;Li Cheng-Ming

作者机构：北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528300 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第22期

页      面：319-326页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家磁约束核聚变发展研究专项资助(批准号:2019YFE03100200) 北京自然科学基金(批准号:4192038) 核探测与核电子学国家重点实验室项目(SKLPDE-KF-202202) 

主　　题：氢终端金刚石 异质结 六方氮化硼 湿法转移 

摘      要：基于h-BN钝化的氢终端金刚石表面导电沟道表现出高的空穴迁移率,但是当前h-BN钝化金刚石主要采用机械剥离的方法,无法实现大尺寸导电沟道,难以满足实际的应用要求.本文系统地开展了经典转移hBN对氢终端金刚石表面导电沟道的载流子输运影响研究.通过微波化学气相沉积外延生长高质量单晶金刚石,并通过表面氢化处理得到氢终端金刚石.通过湿法转移不同层数h-BN制备出h-BN/H-diamond异质结,系统地研究了沟道载流子输运特征.研究结果表明, h-BN转移后沟道导电性能明显增强,且随着h-BN厚度的增加,沟道导电性增强效果趋于稳定.多层h-BN的转移可使氢终端金刚石表面载流子密度提升近2倍,方阻降低到之前的50%.当前的结果显示h-BN/H-diamond异质结可能存在转移掺杂效果,使得载流子密度显著提升.伴随载流子密度的增加, h-BN钝化的金刚石表面沟道迁移率保持稳定, h-BN在金刚石表面吸附,使得原本在氢终端表面的负电荷向h-BN表面移动,作用距离加大,减弱了氢终端金刚石导电沟道中空穴和介质层负电荷的耦合作用,使其迁移率保持稳定.