物理学报
物理學報
물이학보
2007年
9期
5400-5407
,共8页
立方氮化硼薄膜%等离子体化学气相生长%界面%电子显微镜
立方氮化硼薄膜%等離子體化學氣相生長%界麵%電子顯微鏡
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在立方氮化硼薄膜气相生长过程中生成的无定形初期层和乱层结构氮化硼中间层,一直是阻碍立方氮化硼薄膜外延生长的主要原因.系统地分析了硅衬底预处理对立方氮化硼薄膜中无定形初期层成分的影响,发现在等离子体化学气相生长法制备薄膜时,硅衬底上形成无定形初期层的可能原因有氧的存在、离子轰击以及高温下硅的氮化物的形成.在H2气氛中1200 K 热处理硅衬底可以有效地减少真空室中残留氧浓度,除去硅表面的自然氧化层,保持硅衬底表面晶体结构.控制衬底温度不超过900 K,就能防止硅的氮化物的形成,成功地除去无定形初期层.对乱层结构氮化硼生长条件的系统研究发现,在接近溅射控制的衬底偏压附近有一个乱层结构氮化硼生长偏压区间.减小衬底偏压处于该乱层结构氮化硼生长区间的时间,能有效地抑制乱层结构氮化硼中间层的形成.并用高分辨电子显微镜成功地发现了立方氮化硼薄膜在硅衬底上直接成核与生长.本结果对立方氮化硼薄膜在大功率高温电子器件等方面的应用有重要意义.
在立方氮化硼薄膜氣相生長過程中生成的無定形初期層和亂層結構氮化硼中間層,一直是阻礙立方氮化硼薄膜外延生長的主要原因.繫統地分析瞭硅襯底預處理對立方氮化硼薄膜中無定形初期層成分的影響,髮現在等離子體化學氣相生長法製備薄膜時,硅襯底上形成無定形初期層的可能原因有氧的存在、離子轟擊以及高溫下硅的氮化物的形成.在H2氣氛中1200 K 熱處理硅襯底可以有效地減少真空室中殘留氧濃度,除去硅錶麵的自然氧化層,保持硅襯底錶麵晶體結構.控製襯底溫度不超過900 K,就能防止硅的氮化物的形成,成功地除去無定形初期層.對亂層結構氮化硼生長條件的繫統研究髮現,在接近濺射控製的襯底偏壓附近有一箇亂層結構氮化硼生長偏壓區間.減小襯底偏壓處于該亂層結構氮化硼生長區間的時間,能有效地抑製亂層結構氮化硼中間層的形成.併用高分辨電子顯微鏡成功地髮現瞭立方氮化硼薄膜在硅襯底上直接成覈與生長.本結果對立方氮化硼薄膜在大功率高溫電子器件等方麵的應用有重要意義.
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