氮化硼（BN）材料具有立方氮化硼（cBN）、六方氮化硼（hBN）、三方氮化硼（rBN）、纤维锌矿结构氮化硼（wBN）四种晶体结构，其中cBN和hBN因其宽的禁带宽度、优异的物化性质和半导体性质备受研究者们的关注。它们在微电子及光电子器件等方面具有广泛的应用前景。目前研究的重点主要是制备高质量的BN单晶及薄膜材料，器件方面的研究较少，特别是对BN深紫外光电探测器的研究还处于起步阶段。本文主要对cBN的表面极性、掺杂特性、金半接触特性、BN薄膜的制备和性质、以及BN紫外光电探测器的设计和模拟等进行了一系列基础研究，取得的主要研究结果如下：（1）cBN单晶表面极性研究根据所用cBN单晶样品具有颜色分区的特性，发现了一种利用显微镜观察即可区分cBN晶体{111}B面和{111}N面的方法。{111}N面的生长扇区聚集很多缺陷和杂质，成为色心，呈现琥珀色，而{111}B生长扇区的缺陷和杂质很少，因而是无色透明的。与{111}B面相比，{111}N面具有更快的腐蚀速度和更大的表面漏电流，其Raman光谱也因为杂质和缺陷的扰动而表现出无序活性的Raman散射（disorder-activated Raman scattering，DARS）现象。研究结果均表明{111}B面具有更好的晶体完整性和化学稳定性。（2）cBN晶体的掺杂研究采用高温热扩散工艺对cBN晶体进行了Si掺杂研究。典型的掺杂温度为850—950℃，掺杂时间为4—5h。XPS谱分析表明晶体表层的Si含量可达2.7%以上。Si主要占据B位，成为替位式施主杂质。测量了掺杂后的cBN样品的杂质激活能，激活能普遍大于0.4eV，因而Si杂质室温下很难电离，掺杂后的cBN样品依然具有较高的电阻率，其I-V特性曲线符合空间电荷限制电流模型。可以通过控制掺杂时间和掺杂温度来控制杂质的浓度和电离能。掺杂时间越长、掺杂温度越高，杂质电离能越低。（3）cBN晶体的金半接触特性研究采用真空蒸镀的方法在cBN样品上制作了Au、Al电极，采用磁控溅射方法在cBN样品上制作了Cr、Ti等电极，研究了这些金属电极以及金浆、银浆与cBN样品的接触类型。结果表明Au、金浆和银浆可与cBN晶体形成欧姆接触，而Al、Cr、Ti与cBN单晶的接触为肖特基接触。对Cr/Au金属电极分别在450℃、900℃退火20分钟，金属与cBN单晶间的接触质量得到了改善。（4）BN薄膜制备及表征采用射频磁控溅射方法，在N型Si衬底和石英玻璃衬底上制备了BN薄膜，采用FTIR、UV-Via谱等对薄膜进行了表征。FTIR谱结果表明在Ar/N2=4:1时，BN薄膜生长速率最快；Ar/N2=1:1时，得到了六方相含量为80%以上的薄膜，此薄膜的光学带隙为5.8eV，185nm处吸收系数为40000cm-1。但是此BN薄膜不稳定，暴露在潮湿的空气中最终会转化为硼酸晶体，导致薄膜碎裂和脱落。为了得到稳定的宽带隙薄膜，在BN薄膜生长过程中引入了Fe元素，制备出Fe-B-N-O薄膜，XPS结果表明薄膜主要包含Fe-N-O、B-N-O和Fe-O等化学键。在溅射功率150W、衬底温度300℃、溅射时间120min，纯氩气条件下得到的Fe-B-N-O薄膜在可见光区具有良好的透光性，光学带隙为5.32eV，185nm处吸收系数达到100000cm-1，并且与N型Si衬底形成的异质结构具有良好的整流特性，整流比达到103量级。Fe-B-N-O薄膜结构稳定，与衬底结合稳固，在紫外光区有很强的的吸收，适用于紫外光电探测器的制作。（5）cBN紫外光电探测器的设计与模拟研究建立了cBN材料的参数库及器件模拟的物理模型，研究了掺杂浓度、电极结构对cBN紫外光电探测器性能的影响。模拟结果显示在外加电压小于5V的较低电压下，材料掺杂浓度为1013cm-3的器件有较高的光响应；而电压大于5V时，掺杂浓度为1014cm-3器件的光响应率更高。电极宽度3μm、电极间距为10μm的器件具有低的暗电流和高的光、暗电流比。对于电极宽度和电极间距相等的器件，随着电极尺寸的增加光电流的变化不大，而暗电流在迅速降低。利用蒸镀、溅射和光刻技术分别制备了两种具有MSM交叉指状电极结构的cBN紫外探测器原型器件，一种是以Au为电极，为光电导器件，另一种以Cr为电极，为光伏型器件。以30W氘灯为光源，测量了两种cBN探测器件的紫外光电响应，前者的光电流与暗电流比为2~3，而后者的光电流与暗电流比值达到56，与模拟结果一致。由于cBN单晶含有较多缺陷和深能级杂质，cBN单晶紫外探测器的性能有待进一步改善。