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立方氮化硼薄膜的汽相成核与生长研究

崔贲涛  
【摘要】: 立方氮化硼(c-BN)是一种新型的人工合成宽带隙半导体材料, 它具有许多优异的机械学、热学、电学和光学特性,有广泛的应用 前景。因而c-BN薄膜的成核与生长研究也成为一个倍受关注的研究 热点。 在对近年来c-BN薄膜的制备技术、生长机理模型和目前面临 的问题进行了综合性的回顾之后,采用两步生长的偏压射频溅射法 (即在薄膜成核和生长过程采用不同的沉积参量匹配)成功的制备 了高立方相含量、低应力的c-BN薄膜。通过分析衬底温度、偏压对 c-BN成核和生长过程的影响,我们发现成核预处理对于制备高立方 相含量的BN薄膜是很重要的,采用低温高偏压成核、高温低偏压 生长的两步生长法是实现高效制备高立方相含量BN薄膜的最佳参 量匹配。 采用热丝辅助的ECR CVD新技术合成BN薄膜。用傅立叶红外 光谱(FTIR)、X射线衍射谱(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电 子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对样品进行了表征和分析。FTIR 和AFM结果表明ECR CVD制备的六角相氮化硼(h-BN)薄膜结晶度 很好;在有热丝辅助时可以在相对较低的偏压下合成c-BN,通过XRD 谱计算得c-BN的晶粒尺寸为76A;XPS结果表明BN薄膜有很好的 化学配比,B原子与N原子的含量比为1:1。


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