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プラズマCVD法によるアモルファスセラミックス薄膜の合成と評価

等离子体CVD法非晶陶瓷薄膜的合成与评价

基本信息

批准号：
01604546
负责人：
丸山一典
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、プラズマCVD法によるアモルファス膜への基礎的研究として、SiーB二元系およびSi-B-N三元系アモルファス膜の合成と評価を試みた。実験は、13.56MHzの高周波を用い、400℃以下の基板温度で、原料ガスとしてはSiH_4(90%Ar希釈),B_2H_6,N_2,H_2を用いた。Si-B二元系薄膜では、Bの含有率の増加にもかかわらず、光学バンドギャップ(Eopt)にはほとんど変化はみられないが、HvはBの増加と共に急激に増大しており、Bが硬度の上昇に貢献できることが分かった。また、このSi-B二元系膜の表面SEM写真から、僅かのB添加により表面が非常に平滑な薄膜となっており、B添加はEoptを変えずに他の性質を大きく改善できることが分かった。Si-B-N三元系では、BNとSi_3N_4を端成分として薄膜の合成と評価を行ったが、a-BN膜中にSi_3N_4成分が入るとB-N-Bボンドが切れ組織の構造が弱くなって硬度が少しづつ低下するのに対し、EoptはR_<Si>=0〜0.75の範囲で約5.7eVと一定になっており、このBSixNy膜の良好な絶縁性を示された。また、BN組成の膜が1カ月後では3600cm^<-1>以上の波数領域でピ-クの増加が見られると同時に、実際にBN膜には多数の亀裂と剥離が生じ、耐湿性の低さが示されたが、若干のSiの導入により耐湿性は大きく改善され、膜の剥離や亀裂も起こらず、良好な耐湿性を示すことが明らかになった。更に、水素流量のBSixNy膜に及ぼす影響として、IRスペクトルおよびTED等の結果から水素が膜の堆積速度の向上と微結晶化に大きな役割を果たしていることが確認できた。本研究により、光学および半導体用材料として重要な低温プラズマCVD法によるs-SiやBN膜の改善に大きな可能性が明らかになった。

In this study, the basic research and evaluation of Si-B binary system and Si-B-N ternary system were carried out. For example, SiH_4(90%Ar), B_2H_6, N_2 and H_2 are used at substrate temperatures below 400℃. Si-B binary system thin film, B content increase, optical change, Hv increase, B hardness increase contribution. The surface SEM photos of Si-B binary films are very smooth and the properties of Si-B binary films are greatly improved. Si-B-N ternary system, BN and Si_3N_4 end composition, synthesis and evaluation of thin films, Si_3N_4 content in a-BN films, B-N-B end composition, microstructure and structure of thin films are weak, hardness is low, hardness is low, Eopt R_<Si>=0 ~ 0.75 range is about 5.7eV, certain temperature, BSixNy films have good insulation properties. In addition, BN film composition increased in the wave number region above 3600 cm ^after 1 month<-1>, and in fact, BN film had a large number of cracks and peeling, low moisture resistance, some Si introduction, improved moisture resistance, film peeling and peeling, and good moisture resistance. In addition, the effect of water flux on BSixNy film deposition and microcrystallization was confirmed. In this paper, the possibility of improving the silicon nitride film by CVD method is discussed.