收藏本站
《北京工业大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高质量立方氮化硼薄膜的制备和光电特性研究

刘钧锴  
【摘要】: 立方氮化硼(cBN)具有优异的物理化学性质,如仅次于金刚石的硬度、高温下强的抗氧化能力、不易与铁族金属反应、可n型掺杂也可p型掺杂成为半导体等,立方氮化硼(cBN)薄膜在切削刀具、电子和光学器件等方面有着潜在的重要应用前景。cBN薄膜的制备和性质研究一直是国际上的研究热点和难点之一。本文主要研究cBN薄膜的制备、光学带隙以及BN(n-type)/Si(p-type)异质结的特性。 使用射频溅射(RF)系统,靶材为烧结的六角氮化硼(hBN),工作气体为氩气(或氩气和氮气的混合气),在硅衬底上沉积氮化硼薄膜。系统地研究了衬底偏压、衬底温度、工作气压、Si晶片的类型等多种因素对制备cBN薄膜的影响。薄膜用红外光谱标识,薄膜的形貌用扫描电镜观察。用紫外-可见分光光度计测量了沉积在石英片上的BN薄膜的透射光谱和反射光谱,用台阶仪测量薄膜的厚度。在p型硅晶片上,在薄膜沉积后,用离子注入S的方法制备出n型氮化硼薄膜,用高阻仪测得BN(n-type)/Si(p-type)异质结的I-V曲线。 基于对BN薄膜相结构的分析和优化的沉积条件,制备出立方相含量高达95%的cBN薄膜。为了改善制备的可重复性和粘附性,提出了三步沉积方法,即将成核过程分成tBN转化为rBN和rBN转化成cBN的两步,加上之后的沉积过程。偏压和温度降由较低的值变为较高的值;而后再将为较低的值。由第二步到第三步,工作气体由氩气变为氩气和氮气的混合气体。傅立叶红外(FTIR)谱的测量结果表明:用三步法制备的cBN薄膜的应力比用常规方法制备的cBN薄膜的应力小3Gpa。可重复率提高到了80%以上。膜在自然环境中12个月没有剥落。 根据薄膜的透射和反射光谱计算了薄膜的吸收系数,用新的含有光学带隙(Eg)的公式的中间形式确定了cBN薄膜的光学带隙。结果表明:光学带隙(Eg)和经验公式的计算结果相吻合。 掺杂后的氮化硼薄膜的电阻率下降了5个量级。从I-V特性曲线看出该异质结有整流特性,击穿电压为1.1V,开启电压为4V。其正向导电特性的拟合结果表明:异质结的电流输运符合“隧道—复合模型”理论。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.2

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 宋涛;油气水井高效套磨铣工具创新设计[D];西南石油大学;2007年
2 赵卫平;立方氮化硼金半接触的特性研究及硅量子点的制备[D];北京工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 邓金祥,陈光华,严辉,王波,宋雪梅;工作气压对制备立方氮化硼薄膜的影响[J];北京工业大学学报;2002年03期
2 谭俊,蔡志海,张平,唐云;立方氮化硼薄膜的制备与表征[J];中国表面工程;2002年02期
3 王波,王玫,张德学,黄安平,宋雪梅,邹云娟,严辉;溅射气压和沉积时间对c-BN薄膜结构的影响[J];功能材料;2002年01期
4 陈光华,邓金祥,张生俊,宋雪梅,王波,严辉;衬底材料对制备立方氮化硼薄膜的影响[J];物理学报;2001年01期
5 宋志忠,郭永平,张仿清,陈光华;薄膜物理乃其应用讲座第四讲立方氮化硼薄膜的研究现状及其应用前景[J];物理;1995年05期
6 杨兵初,黄培云,陈振华;CN_x薄膜的制备及电子结构[J];中南工业大学学报(自然科学版);1999年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏辉;;氧对氢化非晶硅特性的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);1997年03期
2 胡春香;陶向阳;;PC型HgCdTe探测器对波段内外激光辐照的影响和吸收机制[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年04期
3 宋文燕;崔虎;刘正堂;冯丽萍;;提高蓝宝石高温强度和红外透过率的镀膜法研究[J];兵器材料科学与工程;2006年05期
4 李宝铭;程雷;郑玉婴;;离子注入改性聚合物光电性能的研究进展[J];半导体光电;2009年04期
5 陈庭金,袁海荣,刘翔;多片LPE生长Al_xGa_(1-x)As/GaAs单晶薄膜[J];半导体光电;1998年05期
6 岑洁儒,陈蒲生,丁雄;应用高频C-V仪测量快速热氨化的SiO_xN_y膜电荷特性实验中若干问题的探讨[J];半导体技术;1993年01期
7 朱泳,刘艳红,魏希文,沈光地,陈建新,邹德恕;SiGe材料及其在半导体器件中的应用[J];半导体技术;2001年08期
8 王齐春,何建国;一种新型微波光子器件——多量子阱光-微波转换器的设计构想[J];半导体技术;2003年01期
9 杨兵初;张丽;马学龙;颜建堂;;氧分压对锰掺杂氧化锌结构及吸收性能的影响[J];半导体技术;2008年02期
10 高飞;吴再华;刘晓艳;;ZnO/(Ni)薄膜的制备与发光性能的研究[J];半导体技术;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡文娟;谢芬艳;付亚波;陈强;翁静;;RF-PECVD聚合类聚乙烯氧(PEO-like)薄膜的蛋白质吸附性研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
2 谢芬艳;胡文娟;翁静;陈强;;等离子体聚合胺基功能薄膜及其细胞吸附性研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
3 王美;李木森;公志光;李和胜;田彬;刘磊;;高温退火对IIb型金刚石单晶热稳定性的影响[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年
4 孙金坛;李垚;;溅射法制作Si_3N_4-AlN陶瓷薄膜材料[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
5 郭薇;谢中维;苏航;;溶胶—凝胶法制备FTO透明导电膜[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
6 周涛;邓金祥;陈浩;张岩;陈光华;杨萍;郝伟;侯碧辉;;立方氮化硼薄膜的光学性质[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
7 宋佩珂;曾祥斌;张锐;赵伯芳;;用于HIT太阳能电池的本征非晶硅薄膜[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
8 宋根宗;张多;;计算机模拟计算离子注入射程分布的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
9 潘红星;王茺;熊飞;张学贵;杨杰;李天信;杨宇;;缓冲层生长温度对量子点生长的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
10 邓金祥;王瑶;张晓康;周涛;汪旭阳;姚倩;陈光华;;氮化硼薄膜的红外光谱研究[A];第十四届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈一峰;低维碳化硅的VLS自组装生长研究[D];电子科技大学;2010年
2 卢广林;立方氮化硼仿生耐磨复合材料的制备及其研究[D];吉林大学;2011年
3 高丽丽;N掺杂p型Mg_xZn_(1-x)O薄膜的制备及相关问题的研究[D];吉林大学;2011年
4 邓蕊;ZnO基光电薄膜的物性研究及光电器件的设计与制备[D];吉林大学;2011年
5 刘秉策;ZnO/Si异质结构晶界行为及其载流子输运机制研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 张洪亮;几种光电材料的制备及性能研究[D];兰州大学;2011年
7 刘延霞;低维氧化锌功能材料的气敏、发光及场发射性质的研究[D];兰州大学;2011年
8 刘海霞;ZnO半导体材料的形貌、微结构调控及其性能研究[D];山东大学;2011年
9 谭杨;光学晶体波导中的激光和非线性效应[D];山东大学;2011年
10 钟树泉;MOCVD设备工艺优化理论与低温InP/Si晶片键合机理的研究[D];北京邮电大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周书刚;真空阴极弧制备纳米复合Zr-C-N薄膜的研究[D];长春理工大学;2010年
2 陈庆友;稀土掺杂新型镀膜材料的研究[D];长春理工大学;2010年
3 张瑞丽;太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2010年
4 明奇;双槽电化学腐蚀制备多孔硅及其发光性能研究[D];郑州大学;2010年
5 李金鑫;固态烧结法制备的Pr~(3+)掺杂12CaO·7Al_2O_3粉体发光性质研究[D];东北师范大学;2010年
6 于祝鹏;穿通结构三极管BV_(CEO)仿真分析及一致性提高研究[D];电子科技大学;2010年
7 邓其明;PECVD氮化硅薄膜的制备工艺及仿真研究[D];电子科技大学;2010年
8 马婷婷;表面沉积铜薄膜多孔硅的制备及其发光特性研究[D];昆明理工大学;2009年
9 张军;Ge(S_xSe_(1-x))_2玻璃的组成、结构和光学性能研究[D];武汉理工大学;2010年
10 吴义志;ZL101A铝合金表面磁控溅射镀TiN薄膜的研究[D];河北农业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李宁生,鲍希茂,廖良生,吴晓华,高义华,张泽;硅基纳米SiC的制备及其微结构分析[J];半导体学报;1997年10期
2 尚也淳,张义门,张玉明;中子辐照下的6H-SiCpn结电特性分析[J];半导体学报;2000年07期
3 王姝睿,刘忠立,李晋闽,王良臣,徐萍;6H-SiC高反压台面pn结二极管[J];半导体学报;2001年04期
4 臧岚,杨凯,张荣,沈波,陈志忠,陈鹏,周玉刚,郑有炓 ,黄振春;GaN/6H-SiC紫外探测器的光电流性质研究[J];半导体学报;1998年03期
5 赵永年,邹广田,王波,何志,朱品文,陶艳春;氮化硼薄膜内应力的红外光谱研究[J];高等学校化学学报;1998年07期
6 徐文芹,佘庆东;促进侧钻井发展的磨铣技术[J];国外石油机械;1999年05期
7 毕克允;李松法;;宽禁带半导体器件的发展[J];中国电子科学研究院学报;2006年01期
8 李瑞,卢景霄,陈永生,杨仕娥,郜小勇,靳锐敏,王海燕,张宇翔,张丽伟;PECVD法低温制备微晶硅薄膜的晶化控制[J];科学技术与工程;2005年13期
9 尹衍升,刘英才,李静;LICVD法纳米硅制备过程中的成核及生长[J];人工晶体学报;2004年01期
10 吴绍玄;;聚晶金刚石切削块钻头——八十年代美国钻井新技术[J];石油矿场机械;1985年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王利民;淬硬钢精切加工方法的理论与应用研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郭清秀;磁控溅射法制备立方氮化硼薄膜及原位掺硫研究[D];北京工业大学;2011年
2 胡易轩;基于空间电荷限制电流效应与肖特基接触的立方氮化硼单晶整流特性的研究[D];吉林大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 王波,宋雪梅,张兴旺,严辉,陈光华;高品质立方氮化硼薄膜的制备及应用基础研究[J];北京工业大学学报;1999年03期
2 廖克俊,王万录;高速率生长c-BN薄膜[J];科学通报;1995年13期
3 宋志忠,郭永平,张仿清,陈光华;薄膜物理乃其应用讲座第四讲立方氮化硼薄膜的研究现状及其应用前景[J];物理;1995年05期
4 杨兵初,陈振华;新型超硬材料β-C_3N_4的研究进展[J];物理;1997年09期
5 田晶泽,夏立芳;射频负偏压与放电电流对cBN薄膜形成的影响[J];中国有色金属学报;1999年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田凌;丁毅;陈浩;刘钧锴;邓金祥;贺德衍;陈光华;;用射频溅射法制备立方氮化硼薄膜[J];物理学报;2006年10期
2 邓金祥;汪旭洋;姚倩;周涛;张晓康;;立方氮化硼薄膜的光学带隙[J];物理学报;2008年10期
3 张军;付玉军;邵栋;邵乐喜;;射频溅射金属前驱体硫化法制备的Cu_2ZnSnS_4薄膜(英文)[J];中山大学学报(自然科学版);2007年S1期
4 张军;谢二庆;付玉军;李晖;邵乐喜;;衬底温度和氮气分压对氮化锌薄膜的性能影响(英文)[J];半导体学报;2007年08期
5 蒋爱华;肖剑荣;王德安;;退火对含氮氟非晶碳膜结构及光学带隙的影响[J];物理学报;2008年09期
6 曾志峰,于国萍,魏正和,何永华;射频溅射法制备掺杂SnO_2纳米薄膜的研究[J];武汉大学学报(理学版);2004年01期
7 崔虎;刘正堂;宋文燕;孙金池;李阳平;;环境气氛对射频溅射镀膜的影响[J];机械科学与技术;2006年05期
8 吕博嘉;刘艳红;刘东平;刘爱民;刘韶华;马腾才;;热丝CVD制备微晶硅薄膜的研究[J];真空;2008年01期
9 刘石勇;曾湘波;彭文博;姚文杰;谢小兵;杨萍;王超;王占国;;双纳米硅p层优化非晶硅太阳能电池[J];材料工程;2011年08期
10 张治国,宿昌厚;纳米硅带尾态能量分布及其光学带隙[J];太阳能学报;1996年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姚倩;邓金祥;张晓康;汪旭洋;杨萍;陈光华;;射频溅射立方氮化硼薄膜的光谱研究[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年
2 周涛;邓金祥;陈浩;张岩;陈光华;杨萍;郝伟;侯碧辉;;立方氮化硼薄膜的光学性质[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
3 张晓康;邓金祥;王瑶;陈光华;贺德衍;;三步法制备立方氮化硼薄膜[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
4 杨焕军;;创造性判断"三步法"的理解运用[A];全面实施国家知识产权战略,加快提升专利代理服务能力-2011年中华全国专利代理人协会年会暨第二届知识产权论坛论文集[C];2011年
5 郝小波;陈尽好;赵建英;;中西医结合三步法治疗多发性硬化的体会[A];全国第九次中医、中西医结合眼科学术年会论文汇编[C];2010年
6 刘钧锴;邓金祥;陈浩;田凌;陈光华;;c-BN薄膜的生长过程和可重复性的研究[A];全国薄膜技术学术研讨会论文集[C];2006年
7 伍洲梁;欧阳庆宜;;腹腔术后胃肠恢复针灸三步法[A];广东省针灸学会第十二次学术研讨会暨全国脑卒中及脊柱相关性疾病非药物诊疗技术培训班论文集[C];2011年
8 张晓康;邓金祥;姚倩;汪旭洋;陈光华;贺德衍;;氮化硼薄膜退火诱导相变的红外光谱研究[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年
9 刘剑波;;理解发明实际解决的技术问题[A];发展知识产权服务业,支撑创新型国家建设-2012年中华全国专利代理人协会年会第三届知识产权论坛论文选编(第一部分)[C];2011年
10 于化从;崔容强;赵占霞;周之斌;孟凡英;赵百川;程君;谭慧萍;蔡峰林;;射频溅射法制备纳米硅(nc-Si:H)薄膜的研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张进川 李新生;“牵弹三步法”研究获河南省科技奖[N];中国中医药报;2010年
2 刘艳涛;“三步法”闯出职务犯罪侦防新路[N];检察日报;2011年
3 黄云峰 张淑荣;万盛“三步法”推进煤监领域干部预警工作[N];中国纪检监察报;2011年
4 东来;生物技术三步法处理有机垃圾获突破[N];中国环境报;2004年
5 国家中医药管理局适宜技术推广项目 负责人:鲍铁周 河南省洛阳市洛阳正骨医院;牵弹三步法治腰椎间盘突出[N];中国中医药报;2010年
6 ;中医专家张庆昌创平衡免疫三步法[N];科技日报;2001年
7 郭航;浅议旅游“一对一营销”三步法[N];华东旅游报;2002年
8 记者 燕文华;沙湾“三步法”解决突出问题[N];塔城报;2009年
9 ;“一对一”的三步法[N];中国旅游报;2002年
10 本报记者 崔凌云;“听”、“嗅”、“摸”出来的作文[N];中国教育报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓金祥;立方氮化硼薄膜的射频溅射制备和掺杂研究[D];北京工业大学;2001年
2 张晓康;立方氮化硼薄膜的相变和光、电性能研究[D];兰州大学;2009年
3 江美福;反应磁控溅射法制备的氟化类金刚石薄膜的结构和性能研究[D];苏州大学;2005年
4 任策;立方氮化硼晶体电流—电压特性及变色现象的研究[D];吉林大学;2009年
5 吴淼;非制冷红外探测器用高TCR氧化钒薄膜的制备研究[D];天津大学;2005年
6 何斌;宽禁带立方氮化硼薄膜的制备与掺杂研究[D];北京工业大学;2008年
7 王涛;射频反应磁控溅射制备氮化铜纳米薄膜及其场发射性能研究[D];兰州大学;2009年
8 孔令沂;镓铟氧化物薄膜和氧化锡薄膜的制备与性质研究[D];山东大学;2011年
9 罗派峰;铜铟镓硒薄膜太阳能电池关键材料与原理型器件制备与研究[D];中国科学技术大学;2008年
10 杨旭昕;石墨衬底上氮化硼膜的制备与其性质研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘钧锴;高质量立方氮化硼薄膜的制备和光电特性研究[D];北京工业大学;2006年
2 陈浩;立方氮化硼薄膜的制备和电学性质研究[D];北京工业大学;2006年
3 郭清秀;磁控溅射法制备立方氮化硼薄膜及原位掺硫研究[D];北京工业大学;2011年
4 张云芳;PECVD法制备a-C:F:N薄膜的结构和稳定性研究[D];中南大学;2005年
5 朴勇;等离子体技术制备硅碳氮薄膜研究[D];大连理工大学;2006年
6 郭伟;基于磁控溅射技术的掺氢硅薄膜制备及其结构性能研究[D];西安理工大学;2010年
7 谭利文;SiC薄膜的溅射法制备与结构性能研究[D];北京工业大学;2000年
8 范冬波;化学浴沉积制备金属硫族化合物光电功能薄膜[D];北京工业大学;2004年
9 李瀛;热丝辅助MWECR CVD制备氢化非晶硅薄膜的微结构研究[D];北京工业大学;2005年
10 刘小网;单分散纳米晶的制备、表征、组装和相关性能研究[D];安徽师范大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026