本文選題：氮化硼薄膜　切入點(diǎn)：磁控濺射　出處：《北京工業(yè)大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)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(dǎo)體材料,它有許多優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),如僅次于金剛石的硬度、高溫下強(qiáng)的抗氧化能力、不易與鐵族元素反應(yīng)、寬的波長(zhǎng)(從紅外到紫外光譜)范圍內(nèi)很好的透光性、可實(shí)現(xiàn)n型和p型摻雜等。立方氮化硼(c-BN)薄膜在力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)等方面有著非常誘人的應(yīng)用前景,多年來(lái)一直吸引著國(guó)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(guò)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(yùn)用射頻磁控濺射系統(tǒng)在Si襯底上制備鎳過(guò)渡層,再在其上沉積氮化硼薄膜。本實(shí)驗(yàn)在其它實(shí)驗(yàn)條件一定的情況下研究了鎳過(guò)渡層厚度對(duì)立方氮化硼生長(zhǎng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:鎳過(guò)渡層厚度是立方氮化硼薄膜生長(zhǎng)的關(guān)鍵;通過(guò)控制鎳過(guò)渡層厚度,立方氮化硼的生長(zhǎng)在零偏壓,室溫的情況下也能實(shí)現(xiàn);并且得出鎳過(guò)渡層厚度約為150nm時(shí),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(duì)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(shí)原位摻雜S的方法,對(duì)BN薄膜進(jìn)行了n型摻雜研究。使用FTIR譜和XPS譜對(duì)樣品進(jìn)行表征,并使用Keithley4200測(cè)量樣品表面的I-V特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),硫蒸發(fā)源溫度對(duì)h-BN薄膜表面電阻率有影響,通過(guò)控制硫蒸發(fā)源溫度,可以達(dá)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(gè)數(shù)量級(jí)。經(jīng)霍爾效應(yīng)測(cè)試,硫蒸發(fā)源溫度為70℃~80℃時(shí)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(duì)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(duì)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。 另外,我們還做了B膜在氮?dú)獗Ｗo(hù)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(hào)：1578231