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立方氮化硼薄膜的射频溅射制备和掺杂研究

立方氮化硼因其具有高硬度、高的热稳定性和化学稳定性等优异的物理和化学性质,而倍受人们的关注。近几年来,立方氮化硼薄膜的制备和性质研究一直是国际上的研究热点之一,同时又是难点之一。本文主要研究立方氮化硼的制备、性质和n型掺杂等内容。1用射频溅射法在Si衬底上成功制备出高质量的立方氮化硼薄膜,达到国际先进水平。研究了衬底负偏压和射频功率对制备立方氮化硼薄膜的影响立方氮化硼薄膜沉积在P型Si(100)(8~15Ωcm)衬底上,靶材为h-BN靶(纯度达99.99%),溅射气体为氩气和氮气混合而成,制样过程中,衬底加直流负偏压。薄膜成分以红外吸收谱和X射线光电子能谱标识,薄膜形貌以原子力显微镜观测。实验表明,立方氮化硼薄膜成核和生长的条件窗口很窄,因此立方氮化硼薄膜难以合成。若要得到立方氮化硼薄膜,负偏压不能低于90V,功率不能低于200W。当负偏压为200V,功率为300W时,薄膜中立方相的含量达到92.8%。2系统地研究了立方氮化硼薄  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京工业大学
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立方氮化硼薄膜的射频溅射制备和半导体特性研究

立方氮化硼(cBN)是一种人工合成的宽带隙Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体材料,它有许多优异的物理化学性质,在力学、热学、光学、电子学等方面有着非常诱人的应用前景,多年来一直吸引着国内外众多研究者的兴趣。立方氮化硼半导体特性的研究对其在电子学方面的应用有重要意义。本文主要研究工艺参数对制备立方氮化硼的影响,氮化硼的n型掺杂和p-Si/n-BN异质结特性等内容,得到了如下主要结果。1 系统地研究了工艺参数对制备立方氮化硼薄膜的影响。用射频溅射法在Si衬底上制备立方氮化硼,靶材为hBN,。工作气体为氩气。工艺参数有射频功率、衬底负偏压、衬底温度和工作气压等。系统地研究了工艺参数对立方氮化硼的影响,实验表明立方氮化硼只在很窄的窗口产生。衬底负偏压对立方氮化硼的成核和生长有十分重要的影响,存在偏压阈值,低于该值不能产生立方氮化硼。不同的沉积窗口偏压阈值不同,在我们的实验条件下,该阈值为125V。对于工作气压,同样存在气压阈值,高于该阈值不能产生立...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京工业大学
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两步法高质量立方氮化硼薄膜的制备和掺杂研究

本论文使用传统的JS-450A射频溅射系统利用两步法(降温降偏压法)沉积立方氮化硼薄膜,分别研究了各工艺参数对立方氮化硼成核和生长的影响。本文还研究了立方相含量与光学带隙的关系,在n型Si(111)片和熔融石英片上沉积出不同体积分数的立方氮化硼薄膜,薄膜的成分由傅立叶红外吸收谱标识;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Te(λ)和反射光谱Re(λ),薄膜的厚度用台阶仪测得。由透射、反射光谱计算了薄膜的光吸收系数α,进而采用有效的中间形式,确定了氮化硼薄膜的光学带隙。结果表明:随着c-BN体积分数的增加,光学带隙随之增大。确定出的光学带隙和经验公式的计算结果相吻合。采用两步法在Si(111)衬底上制备出较高粘附性的立方氮化硼(c-BN)薄膜。该两步法将沉积过程分为成核和生长两个阶段,第一步转换第二步,工作气体由Ar气变为Ar和N2的混合气体,同时衬底温度和偏压降为较低的值。对不同生长阶段的薄膜进行了SEM...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

《超硬材料工程》2012年05期
超硬材料工程

立方氮化硼薄膜的应用

立方氮化硼是硬度仅次于金刚石,广泛用于超硬刀具、散热材料、高温半导体等方面。虽说是个"老二",但前途却是不可估量的。在日前...  (本文共1页) 阅读全文>>

《人工晶体学报》2005年02期
人工晶体学报

立方氮化硼薄膜的气相沉积及过渡层对其附着性能的影响

本文采用非平衡磁控溅射物理气相沉积工艺,在单晶硅基片上合成了立方氮化硼薄膜,并且通过采用过渡层提高了立方氮化硼薄膜...  (本文共5页) 阅读全文>>

《北京工业大学学报》2002年03期
北京工业大学学报

工作气压对制备立方氮化硼薄膜的影响

用射频溅射法将立方氮化硼(C-BN)薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,薄膜的成分由傅里叶变换红外吸收谱和X射线衍射谱标识.在其他条件不变的情况下,研究了工作气压对制备立方...  (本文共3页) 阅读全文>>

《表面技术》1997年06期
表面技术

气相沉积立方氮化硼薄膜的研究与发展状况

简述了立方氮化硼的优异性能、国内外...  (本文共5页) 阅读全文>>