Te超掺杂Si的热稳定性：结构、电学与光学性质的原子尺度关联
应用物理
2019-05-01 v1
摘要
掺入硫族元素（S、Se、Te）的超掺杂Si以其独特性质而著称，例如绝缘体-金属转变以及室温下的带隙内吸收。由于超掺杂Si是一种热力学亚稳态材料，这些性质预计对合成后的热退火十分敏感。所制备超掺杂Si的热稳定性对于涉及依赖温度的工艺步骤（如欧姆接触形成）的器件制备过程至关重要。在此，我们报道了所制备Te超掺杂Si在250 {\deg}C至1200 {\deg}C等时炉退火下的热稳定性。我们证明，Te超掺杂Si在400 {\deg}C下持续10分钟表现出热稳定性，这甚至有助于进一步改善晶体质量、Te掺杂剂的电学激活以及室温带隙内吸收。然而在更高温度下，发现Te原子以迁移能EM = 2.1+/-0.1 eV从替代位迁出，形成非活性团簇和析出物，从而损害结构、电学和光学性质。这些结果进一步揭示了由合成后热退火引起的亚稳组分区中Te掺杂剂潜在物理状态转变，并为制备先进的超掺杂Si基器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1901.01084,
title = {Thermal stability of Te-hyperdoped Si: Atomic-scale correlation of the structural, electrical and optical properties},
author = {Mao Wang and R. Hubner and Chi Xu Yufang Xie and Y. Berencen and R. Heller and L. Rebohle and M. Helm and S. Prucnal and Shengqiang Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.01084},
year = {2019}
}