本文選題：氮化硼薄膜　切入點：磁控濺射　出處：《北京工業(yè)大學》2011年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：立方氮化硼(c-BN)是一種人工合成的寬帶隙Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料,它有許多優(yōu)異的物理化學性質(zhì),如僅次于金剛石的硬度、高溫下強的抗氧化能力、不易與鐵族元素反應、寬的波長(從紅外到紫外光譜)范圍內(nèi)很好的透光性、可實現(xiàn)n型和p型摻雜等。立方氮化硼(c-BN)薄膜在力學、熱學、光學、電子學等方面有著非常誘人的應用前景,多年來一直吸引著國內(nèi)外眾多研究者的興趣。本文采用射頻磁控濺射法研究了鎳過渡層上c-BN薄膜的制備、h-BN薄膜的原位摻硫、及h-BN/Si n-p薄膜異質(zhì)結(jié)。 運用射頻磁控濺射系統(tǒng)在Si襯底上制備鎳過渡層,再在其上沉積氮化硼薄膜。本實驗在其它實驗條件一定的情況下研究了鎳過渡層厚度對立方氮化硼生長的影響。實驗結(jié)果顯示:鎳過渡層厚度是立方氮化硼薄膜生長的關(guān)鍵;通過控制鎳過渡層厚度,立方氮化硼的生長在零偏壓,室溫的情況下也能實現(xiàn);并且得出鎳過渡層厚度約為150nm時,制備出的氮化硼薄膜立方相含量最高并探討了其中的原因。在此基礎(chǔ)上,研究了濺射功率、襯底溫度、襯底偏壓以及退火條件,對制備高質(zhì)量的立方氮化硼薄膜的影響。 在真空室中固定電爐和鉬舟,采用濺射時原位摻雜S的方法,對BN薄膜進行了n型摻雜研究。使用FTIR譜和XPS譜對樣品進行表征,并使用Keithley4200測量樣品表面的I-V特性。實驗發(fā)現(xiàn),硫蒸發(fā)源溫度對h-BN薄膜表面電阻率有影響,通過控制硫蒸發(fā)源溫度,可以達到有效控制h-BN薄膜內(nèi)硫摻雜劑量的目的,可以分別使h-BN薄膜表面電阻率下降1~4個數(shù)量級。經(jīng)霍爾效應測試,硫蒸發(fā)源溫度為70℃~80℃時原位摻硫的h-BN薄膜樣品為n型摻雜,載流子濃度1017cm-3,遷移率為84.25 cm2/v s。在此基礎(chǔ)上,我們還研究了(1)退火對不同摻雜劑量(硫蒸發(fā)源溫度)的BN薄膜的影響,(2)摻雜劑量相同的情況下,退火溫度對BN薄膜的影響。 我們還研究了不同硫摻雜劑量的h-BN/Si n-p薄膜異質(zhì)結(jié)的伏安特性,用p-Si/n-BN異質(zhì)結(jié)能帶理論對實驗結(jié)果進行了分析。 另外,我們還做了B膜在氮氣保護下退火的研究。由于設(shè)備密封性及薄膜黏附的水分等非故意引入的氧,退火后生成物主要是硼的氧化物。
[Abstract]:Cubic boron nitride (CBN) is a kind of synthetic wide band gap 鈪，

本文編號：1578231