立方氮化硼薄膜的磁控溅射制备和掺杂研究.pdf

北京工业大学
硕士学位论文
立方氮化硼薄膜的磁控溅射制备和掺杂研究
姓名:姚倩
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:邓金祥
20090501
摘要和透射光谱法计算了瓸∧さ墓馕障凳凇⒐,它有许多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、实现型和筒粼拥取A⒎降;瓸薄膜在力学、热学、光学、电子趣。本文主要研究瓸∧、瓸薄膜的光学性质以及瓸∧さ牟粼友芯俊温度、衬底偏压、工作气压等条件一定的情况下,分别探究氮气含量或溅射功率的影响。同时,在衬底与薄膜之间增加过渡层,研究过渡层、退采用原位掺杂姆椒ǎ訠∧そ辛筒粼友芯俊J褂肍缀锥匝方斜碚鳎⑹褂肒高阻仪分别测量并比较了未掺杂样品、掺杂未经退火样品以及掺杂后经退火处理样品的表面甐特性。实验发现,掺杂并经高温退火处理后,薄膜的电阻率下降约鍪考叮晒Φ厥迪至薆薄膜的原位掺杂。同时,利用离子注入的方法,。关键词立方氮化硼薄膜:磁控溅射;退火;光学性质;掺杂不易与铁族元素反应、宽的波长雍焱獾阶贤夤馄范围内很好的透光性、可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运用射频趴亟ι湎低吃赟牡咨现票傅;鸨∧ぃ诔牡对制备高质量的氮化硼薄膜的影响。实验结果表明,工作气体中氮气比例为%、溅射功率为时得到质量较好的六角氮化硼薄膜。从能量和结构两个角度分析了到瓸淖1浠恚约叭毕荻韵啾火对瓸∧ぶ柿康母纳啤=峁砻鳎琋刹愕脑黾佑欣谔岣弑∧び氤牡之间的黏附性,退火能够修复薄膜中的缺陷、减小薄膜中的压应力,且当退火温度为姹∧ぶ蟹⑸∧ぶ辛⒎较嗪扛达%。测量了衬底上薄膜的红外吸收光谱、熔融石英衬底上薄膜的紫外反射和透射光谱。根据红外吸收光谱估算出薄膜中立方相含量约为%,利用紫外反射
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、吼伽签名:∞猜日期:哪独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:
猯一。。一。一。唬籌鼍曼韭事皇曼一;第滦髀曼灰灰立方氮化硼的结构纳米管对应的纳米管【,。其中和中的硼氮原子是以岷希.;鸬耐匾旃固氮化硼与Ⅳ族的碳类似,,随着社会的迅猛发展,人类寻求科技进步与创新的欲望也愈来愈强,致使新型材料绕涫强泶栋氲继宀牧的研究与应用倍受重视。宽带隙半导体材料包括Ⅱ.寤衔瓸、以及金刚石等,这些材料在短波长光电子器件、高频大功率器件和耐高温器件等方面远远超过和,被称为第三代半导体材料。其中,、化学性质而成为人们研究的热点。、低密度、高热导率、高热稳定性和化学稳定性、不易与铁族元素发生化学反应,以及良好的透光性等。可用作刀具涂层、集成电路的热沉材料和绝缘涂层材料、光学元件的保护涂层等。由于瓸诹ρА⑷妊А⒌缪Ш凸庋У确矫具有优异的性能,其在微电子技术、光电子技术、计算机技术、传感器技术、航空航天技术等一系列高新技术领域具有非常诱人的应用前景。因此,瓸∧的研究不仅具有重要的科学意义,而且还具有重要的实用价值和经济价值。目前,随着现代大规模集成电路的广泛应用、器件和系统的微型化发展,薄膜材料、薄膜科学以及薄膜技术的研究吸引着越来越多的科研工作者。因此,高质量立方氮化硼薄膜的制备、微结构研究、生长机制的探索以及掺杂前后性能的研究等一系列工作对瓸∧さ氖涤没凶胖匾5囊庖濉又有类似于石墨结构的钩傻南唷K嬖谒闹种饕5耐匾旃固濉直是:;