宽带隙立方氮化硼薄膜制备

报道了用偏压调制射频溅射方法制备宽带隙立方氮化硼 ( c- BN)薄膜的实验结果 .研究了衬底负偏压对制备c- BN薄膜的影响 .c- BN薄膜沉积在 p型 Si( 10 0 )衬底上 ,溅射靶为六角氮化硼 ( h- BN) ,工作气体为 Ar气和 N2 气混合而成 ,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识 .结果表明 ,在射频功率和衬底温度一定时 ,衬底负偏压是影响 c-BN薄膜生长的重要参数 .在衬底负偏压为 - 2 0 0 V时得到了立方相含量在 90 %以上的 c- BN薄膜 .还给出了薄膜中的立方相含量随衬底负偏压的变化 ,并对 c- BN薄膜的生长机制进行了讨论     

衬底温度对宽带隙立方氮化硼薄膜制备的影响

用射频溅射设备,采用两步法制备了宽带隙立方氮化硼(c-BN)薄膜.研究了在其他条件不变的情况下,成核阶段衬底温度对制备c-BN薄膜的影响.c-BN薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,薄膜成分由傅里叶变换红外吸收谱标识.研究发现:衬底温度是立方BN薄膜成核的一个重要参数;要得到一定立方相体积分数的薄膜,成核阶段衬底温度有一个阈值,成核阶段衬底温度低于400℃,薄膜中没有立方相的存在;衬底温度为400℃时,薄膜中开始形成立方相;衬底温度达到500℃时,得到了立方相体积分数接近100%的薄膜,并且薄膜中立方相体积分数随着成核阶段衬底温度的升高而增加.还研究了成核阶段衬底温度对薄膜立方相红外吸收峰峰位的影响.结果显示:随着成核阶段衬底温度的升高,薄膜中立方相吸收峰峰位向低波数漂移,说明薄膜内的压应力随成核阶段衬底温度的升高而降低,薄膜中最小压应力为3.1GPa.     

衬底温度对宽带隙立方氮化硼薄膜制备的影响

用射频溅射设备,采用两步法制备了宽带隙立方氮化硼(c-BN)薄膜.研究了在其他条件不变的情况下,成核阶段衬底温度对制备c-BN薄膜的影响.c-BN薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,薄膜成分由傅里叶变换红外吸收谱标识.研究发现:衬底温度是立方BN薄膜成核的一个重要参数;要得到一定立方相体积分数的薄膜,成核阶段衬底温度有一个阈值,成核阶段衬底温度低于400℃,薄膜中没有立方相的存在;衬底温度为400℃时,薄膜中开始形成立方相;衬底温度达到500℃时,得到了立方相体积分数接近100%的薄膜,并且薄膜中立方相体积分数随着成核阶段衬底温度的升高而增加.还研究了成核阶段衬底温度对薄膜立方相红外吸收峰峰位的影响.结果显示:随着成核阶段衬底温度的升高,薄膜中立方相吸收峰峰位向低波数漂移,说明薄膜内的压应力随成核阶段衬底温度的升高而降低,薄膜中最小压应力为3.1GPa.     

异质外延立方氮化硼薄膜的微结构研究

利用离子束辅助沉积技术在金刚石薄膜衬底上制备立方氮化硼薄膜,傅立叶变换红外谱的结果表明,在高度(001)织构金刚石薄膜衬底上沉积的立方氮化硼薄膜是纯的立方相,而在多晶金刚石薄膜衬底上制备的立方氮化硼薄膜中还含少量的六角氮化硼。高分辨透射电镜的分析表明,在金刚石晶粒上异质外延的c-BN直接成核于金刚石衬底,界面没有六角氮化硼过渡层;而在含有大量缺陷的晶粒边界,存在六角氮化硼的成核与生长。     

电气和电子工程用材料科学

TB43 2003020010工作气压对制备立方氮化佛卑膜的影响/邓金祥,陈光华,严辉,王波,宋雪梅(北京工业大学)11北京工业大学学报一2 002,28(3).一378一380用射频溅射法将立方氮化硼(c一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氮化硼薄膜的影响.研究结果表明,工作气压是影响c一BN薄膜生长的重要参数,要得到一定立方相体积分数的氮化硼薄膜,必须要有合适的工作气压.工作气压等于或高于2.00Pa时,立方相不能形成;工作气压为O.67Pa时,得到了立方相体…     

衬底负偏压对Ni-Mn-Ga形状记忆薄膜成分及形貌的影响

采用能谱仪(EDS)和原子力显微镜(AFM)对不同衬底负偏压下射频磁控溅射法制备的Ni-Mn-Ga形状记忆薄膜进行了成分和形貌的分析.研究发现:当衬底负偏压在5～30V范围变化时,薄膜中的Ni含量随偏压的增加呈先减少后增加的趋势,在偏压为10V时,达到最小值52.84％(摩尔分数,下同).Ga含量的变化趋势恰好与Ni相...     

原位Si掺杂c-BN薄膜的制备及电学性质研究

采用双离子束辅助沉积技术制备了原位Si掺杂的c-BN薄膜。系统研究了辅源轰击束流大小、辅源气体组分比以及衬底温度对制备薄膜的影响。结果表明,在掺入Si杂质后,要保持高立方相含量,必须增强辅源离子的轰击强度;随着辅源混合气体中Ar含量的增加,立方相含量也逐步增加;中等衬底生长温度既可以保持薄膜中高立方相含量以及较好的晶体质量,又不会导致薄膜中应力过大。电学测试则显现掺杂薄膜具有明显的半导体特性和非晶态半导体的电学输运性质。     

衬底负偏压及溅射功率对SiO_2/Cu薄膜形貌的影响

采用射频磁控溅射镀膜技术,分别以不同的衬底负偏压和射频溅射功率下在p型Si(100)基片上制备了SiO2/Cu薄膜。用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行扫描分析,实验结果表明,衬底负偏压和射频溅射功率对SiO2/Cu薄膜的表面形貌都有显著的影响。衬底负偏压在0～15 V内,薄膜表面颗粒尺寸和均方根粗糙度都随着衬底负偏压的增大呈减小的趋势,而溅射功率在100～200 W内,薄膜表面颗粒尺寸和均方根粗糙度都随溅射功率的升高呈增大的趋势。成膜初期是层状生长模式,后期为岛状生长模式,整个成膜过程是典型的层岛生长模式。     

正交实验法优化六方氮化硼薄膜的制备工艺

采用射频磁控溅射法,在Si(100)衬底上制备了适用于声表面波(SAW)器件的氮化硼(BN)薄膜。通过正交实验法,以薄膜中六方相的纯度和取向为指标,优化了磁控溅射方法制备六方BN(h-BN)薄膜的工艺条件。利用傅里叶变换红外光(FTIR)谱和X射线衍射(XRD)谱对薄膜进行了表征,实验结果表明,溅射功率为300W、无衬底负偏压、温度为400℃和N2∶Ar=7∶8vol.%时可以制备出高纯度且高c-轴择优取向的h-BN。     

立方GaAs(100)衬底上制备单相六方GaN薄膜

立方 Ga As (10 0 )衬底上制备的 Ga N薄膜多为立方结构且立方相为亚稳相 ,采用水平常压 MOCVD方法在立方 Ga As (10 0 )衬底上制备出了 Ga N薄膜 . XRD测试表明 ,薄膜具有单一的相 .结合对工艺条件的分析 ,认为薄膜具有六方结构 .最后 ,通过 Raman光谱测试 ,证实在立方 Ga As衬底上制备出了单相六方 Ga N薄膜 .还对立方 Ga As衬底上制备出六方 Ga N薄膜的原因进行了讨论     

Laser processing of BN and AIN films

We have formed cubic boron nitride (c-BN) and hexagonal aluminum nitride (h-AlN) using novel pulsed laser processing methods. To synthesize c-BN, the boron target was evaporated by pulsed KrF laser (λ = 248 nm) with simultaneous bombardment with nitrogen ions. On the other hand, epitaxial deposited h-AlN on silicon and sapphire substrates was accomplished by pulsed laser evaporation of AlN target. The films of c-BN were polycrystalline on Si(100) and Si(111) substrates, and high-quality epitaxial h-AlN film was grown on (0001) sapphire with a following in-plane alignment of . This is equivalent to 30° rotation of the film with respect to the substrate in the basal c-plane. The absorption edge measured by ultraviolet-visible spectroscopy for the epitaxial AIN film was sharp and the band gap was found to be 6.1eV. Details of microstructure-property correlation of these films and possible applications are discussed.     

六方氮化硼薄膜制备及其压电响应的研究

采用射频(RF)磁控溅射的方法,通过改变工艺参数在n型Si(100)片上制备六方氮化硼(h-BN)薄膜。通过傅立叶红外(FTIR)光谱仪,X射线衍射(XRD)仪进行结构表征,原子力显微镜(AFM)进行表面形貌和压电性能表征。测试结果表明,在射频功率为300 W、衬底温度为500℃、工作压强在0.8Pa、N2与Ar流量比为4∶20和衬底偏压在-200V时制备的六方BN薄膜具有高纯度、高c-轴择优取向,颗粒均匀致密,粗糙度为2.26nm,具有压电性并且压电响应均匀,符合高频声表面波器件基片高声速、优压电性要求。薄膜压电性测试研究表明,AFM的PFM测试方法适用于纳米结构半导体薄膜的压电性及其压电响应分布特性的表征。     

Field emission mechanism from nanocrystalline cubic boron nitride films

An electron-emission theoretical model integrating the change in the grain size of nanocrystalline cubic boron nitride (c-BN) thin films was established. To understand better the essence of field emission, an accurate numerical scheme, the transfer matrix method, that can be used to compute the tunneling coefficients of the actual surface barrier, was also adopted. The present results show that the emission current from nanocrystalline grain films is far larger than that from regular grain films or bulk c-BN.     

Texture enhancement of Al films on Ti underlayers by radio-frequency bias sputtering

The influence of sputtering pressure and radio-frequency (RF) bias power on the texture of Al/Ti thin films has been investigated. The Al/Ti thin films were deposited sequentially onto thermally oxidized Si wafers in a direct-current (DC) magnetron system. The RF bias was applied during Ti deposition. The texture of Al thin films was quantified by θ–2θ scans and rocking curves of x-ray diffraction (XRD). The Al thin films deposited on bias-sputtered Ti underlayers showed an epitaxial growth and strong (111) texture. The Al (111) texture improved with decreasing sputtering pressure and increasing RF-bias power. The Al/Ti texture was also enhanced when the SiO₂/Si substrate surface was RF plasma cleaned prior to Ti deposition. The Al (111) texture was closely related to Ti (0002) texture. The mechanism of Ti-texture improvement by applying bias sputtering was explained based on the ion-bombardment effect.     

热灯丝辅助射频等离子体CVD法生长立方氮化硼膜的研究

本文对热灯丝（热电子）辅助射频等离子体ＣＶＤ法制备的立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）薄膜进行了研究。实验结果表明，ｃ－ＢＮ膜的质量与膜沉积条件有密切的关系。并对其结果作了简要讨论。     

ArF准分子激光立方氮化硼薄膜的制备

采用ＡｒＦ准分子脉冲激光沉积方法（ＰＬＤ），以六方氮化硼（ｈ－ＢＮ）作靶在Ｓｉ（１００）衬底上制备氮化硼薄膜。ＸＲＤ及ＦＴＩＲ透射谱测量表明生成的氮化硼薄膜是含有少量六方氮化硼结构的立方氮化硼（Ｃ－ＢＮ）．ＡＥＳ测量表明不同条件下生成的薄膜中Ｎ与Ｂ的相对含量是不同的，最大比例近乎为１：１，薄膜的维氏显微硬度ＨＶ最大值为１５８０ｋｇ／ｍｍ２。     

FBAR用高质量AlN薄膜制备

采用直流磁控反应溅射法,在基片表面引入RF偏置,在Si(111)衬底上成功制备了(002)向AlN薄膜。使用高分辨率X射线衍射仪(XRD)来表征薄膜质量。当RF偏置从0 W变化到20 W时,XRD测试(002)摇摆曲线的半高宽有着显著的变化。当RF偏置为15 W时,AlN薄膜表现出了良好的(002)生长取向。实验结果表明,适当的RF偏置能够提高Al原子和N原子反应时的活性,促进AlN薄膜的(002)择优生长。该溅射方案应用于薄膜体声波谐振器(FBAR)谐振器工艺加工,成功制作了Q值为300,机电耦合系数为5%的FBAR样品。