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立方氮化硼(c-BN)具有优异的物理化学性质,如高硬度、宽带隙、高热导率、高热稳定性和化学稳定性,可进行n型掺杂也可进行p型掺杂。在力学、热学、光学、电子学等领域具有广阔的应用前景。因此,c-BN薄膜的制备和性质研究一直是国际上研究的热点同时也是难点之一。本文主要研究了电子束蒸发法制备c-BN薄膜中各种工艺参数的影响;退火对c-BN薄膜相变的影响;c-BN薄膜的折射率、吸收系数等光学性质;c-BN薄膜的p型掺杂及欧姆接触的电学特性。
用电子束蒸发法制备c-BN薄膜,通过FTIR谱分析薄膜成分,发现制备的样品薄膜是富硼氮化硼薄膜;对样品进行退火处理,退火温度分别为700℃、800℃、900℃,退火时间均为1小时,退火结果表明:薄膜中的立方相含量随着退火温度的升高而增加,900℃是一个最好的退火温度;同时对同组样品XPS的研究发现,退火前的样品氮硼比远远小于1,退火温度的上升使得薄膜样品中的氮硼比也迅速升高,当退火温度达到900℃时,薄膜中氮硼比基本接近于1。XPS的研究和FTIR研究结果相吻合。
通过测量c-BN薄膜样品的紫外反射光谱R(λ),并用Matlab6.5编程,计算出样品的折射率n(λ)、消光系数k(λ)以及吸收系数α(λ),其结果与文献的报道基本吻合。
用离子注入的方法掺入Zn对c-BN薄膜进行p型掺杂,通过对几种样品膜进行不同剂量的Zn掺杂,并用Keithley6517测试薄膜的I-V特性,在高掺杂剂量的条件下,得到的金属.导体接触为欧姆接触,在低掺杂剂量的条件下得到的金属-导体接触是具有整流特性的肖特基接触。同时研究退火对欧姆接触的影响,我们发现在退火后的表面接触电阻率比退火前有明显下降,这说明退火有利于欧姆接触的形成。