立方氮化硼(cBN)具有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、不易与铁族金属反应、可n型掺杂也可p型掺杂成为半导体等,立方氮化硼(cBN)薄膜在切削刀具、电子和光学器件等方面有着潜在的重要应用前景。cBN薄膜的制备和性质研究一直是国际上的研究热点和难点之一。本文主要研究cBN薄膜的制备、光学带隙以及BN(n-type)/Si(p-type)异质结的特性。使用射频溅射(RF)系统,靶材为烧结的六角氮化硼(hBN),工作气体为氩气(或氩气和氮气的混合气),在硅衬底上沉积氮化硼薄膜。系统地研究了衬底偏压、衬底温度、工作气压、Si晶片的类型等多种因素对制备cBN薄膜的影响。薄膜用红外光谱标识,薄膜的形貌用扫描电镜观察。用紫外-可见分光光度计测量了沉积在石英片上的BN薄膜的透射光谱和反射光谱,用台阶仪测量薄膜的厚度。在p型硅晶片上,在薄膜沉积后,用离子注入S的方法制备出n型氮化硼薄膜,用高阻仪测得BN(n-type)/Si(p-type)异质结的I-V曲线。基于对BN薄膜相结构的分析和优化的沉积条件,制备出立方相含量高达95%的cBN薄膜。为了改善制备的可重复性和粘附性,提出了三步沉积方法,即将成核过程分成tBN转化为rBN和rBN转化成cBN的两步,加上之后的沉积过程。偏压和温度降由较低的值变为较高的值;而后再将为较低的值。由第二步到第三步,工作气体由氩气变为氩气和氮气的混合气体。傅立叶红外(FTIR)谱的测量结果表明:用三步法制备的cBN薄膜的应力比用常规方法制备的cBN薄膜的应力小3Gpa。可重复率提高到了80%以上。膜在自然环境中12个月没有剥落。根据薄膜的透射和反射光谱计算了薄膜的吸收系数,用新的含有光学带隙(Eg)的公式的中间形式确定了cBN薄膜的光学带隙。结果表明:光学带隙(Eg)和经验公式的计算结果相吻合。掺杂后的氮化硼薄膜的电阻率下降了5个量级。从I-V特性曲线看出该异质结有整流特性,击穿电压为1.1V,开启电压为4V。其正向导电特性的拟合结果表明:异质结的电流输运符合“隧道—复合模型”理论。