退火对磁控溅射法制备半导体Mg2Si薄膜的影响-豆柴文库

退火对磁控溅射法制备半导体Mg2Si薄膜的影响.pdf

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Vol.32,No.8JournalofSemiconductorsAugust2011 AnnealingeffectsontheformationofsemiconductingMg2Sifilmusingmagnetron sputteringdeposition XiaoQingquan(肖清泉),XieQuan(谢泉),ChenQian(陈茜),ZhaoKejie(赵珂杰), YuZhiqiang(余志强),andShenXiangqian(沈向前) InstituteofAdvancedOptoelectronicMaterialsandTechnology,CollegeofScience,GuizhouUniversity, Guiyang550025,China Abstract:SemiconductingMg2Sifilmsweresynthesizedonsilicon(111)substratesbymagnetronsputteringde- positionandsubsequentannealinginanannealingfurnacefilledwithargongas,andtheeffectsofheattreatment ontheformationandmicrostructureofMg2Sifilmswereinvestigated.Thestructuralandmorphologicalproperties wereinvestigatedbyX-raydiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM),respectively.Theresults showthatthecrystalqualityofMg2Sifilmsdependsstronglyontheannealingtemperature,theannealingtimeand thedepositedmagnesiumfilmthickness.Annealingat400ıCfor5hisoptimalforthepreparationofMg2Sifilm. XRDandSEMresultsshowthatmagnesiumsilicidefilmwithvariousorientationsisformedonthesiliconsurface becauseoftheinterdiffusionandreactionofmagnesiumwithsubstratesiliconatoms,andtheevolutionofsurface featuresongrowingfilmsisverydependentontheannealingtemperatureandtime. Keywords:thinfilm;magnetronsputtering;annealing;X-raydiffraction;scanningelectronmicroscopy DOI:10.1088/1674-4926/32/8/082002EEACC:4210 andtheinfluencesofheattreatmentontheformationandmi- 1.IntroductioncrostructureofMg2Sifilmareinvestigated. Asoneoftheecologicallyfriendlysemiconductors,con-2.Experiment sistingofnon-toxicandabundantmaterialsintheearth’s Œ1Œ2 crust,withanindirectbandgapof0.6–0.8eV,Mg2SihasSilicon(111)wafers(p-type,8–13cm)weredegreased attractedmuchattentioninrecentyearsduetoitsgoodohmicwithacetoneandalcoholinanultrasonicinstrumentfor20 contactcharacterwithn-typesilicon,showingacontactresis-min,respectively.ThentheywererinsedwithdeionizedH2O 7 tivityof2.210cm,whichisanorderofmagnitudeandblow-driedsubsequently.Beforesputteringdepositionof lowerthanthatofAlcontac

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