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【24h】

Doping Effects in CMOS-compatible CoSi Thin Films for Thermoelectric and Sensor Applications

机译：用于热电和传感器应用的CMOS兼容宇宙薄膜中的掺杂效应

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We report on semi-metallic cobalt monosilicide (CoSi) as a CMOS-compatible thermoelectric (TE) material and discuss the effect of n- and p-type dopants on its transport properties. Thin films of CoSi are developed using chemical vapor deposition tools and subsequent rapid thermal processing. Film properties such as microstructure, crystallinity and elemental distribution are studied via electron microscopy, X-ray diffraction and time-of-flight secondary ion mass spectroscopy. Doping silicon with boron prior to silicidation impedes the Co-Si diffusion process, while phosphorus atoms distribute uniformly in silicides with no voids or agglomerations. CoSi makes a suitable n-type TE candidate and provides an alternative to Si or SiGe materials. Transport properties of undoped CoSi exhibit a linear dependence within the investigated temperature window, whereas dopants in CoSi increase the number of electron carriers that contribute to charge transport and thereby influence the Seebeck coefficient. Thus, TE characteristics of thin CoSi films can be tuned via (i) the type of dopants used and/or (ii) varying the residual silicon thickness post silicidation.
机译：我们报道了半金属单硅化钴（CoSi）作为CMOS兼容热电材料，并讨论了n型和p型掺杂对其输运性能的影响。CoSi薄膜是使用化学气相沉积工具和随后的快速热处理开发的。通过电子显微镜、X射线衍射和飞行时间二次离子质谱研究了薄膜的微观结构、结晶度和元素分布等性能。在硅化之前用硼掺杂硅会阻碍Co-Si扩散过程，而磷原子在硅化物中均匀分布，没有空隙或团聚。CoSi是一种合适的n型TE候选材料，可替代Si或SiGe材料。未掺杂CoSi的输运性质在所研究的温度窗口内表现出线性依赖性，而CoSi中的掺杂增加了有助于电荷输运的电子载流子数量，从而影响Seebeck系数。因此，可以通过（i）使用的掺杂剂类型和/或（ii）改变硅化后的残余硅厚度来调节CoSi薄膜的TE特性。

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