磁控溅射法制备六方氮化硼薄膜及其结构研究

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六方氮化硼是重要的宽禁带半导体材料,其带隙宽度超过6eV,具有优异的物理化学性质,如优异的热导性,高电阻率,高的微波与红外的透过性和化学稳定性,还有优良的高温润滑性等。如此优异的性能使其在高温、高频、大功率电子和光电器件以及耐高温材料等方面具有巨大的应用潜力。  本实验主要采用磁控溅射的方法在(100)取向的Si片上沉积出hBN薄膜。系统地研究了各种参数如沉积时间、靶材与基材的间距、衬底温度、工作气压、溅射功率、基底偏压和气体组分等对氮化硼薄膜生长行为的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)等手段对沉积薄膜进行了表征,根据测试结果我们得到了各沉积参数对hBN薄膜成键和结晶质量的影响规律。  经过试验我们得到了以下结论:利用磁控溅射方法可以制备结晶质量良好的hBN薄膜,其结晶度随沉积时间的延长而提高;靶基间距、工作气压、溅射功率、基底偏压以及氮气和氩气的气体流量存在一个最佳参数范围,高于和低于这些范围都导致hBN薄膜质量下降;温度越高薄膜质量越好。
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