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プラズマMOCVD法によるBN-C系ナノコンポジット膜の作製

等离子体MOCVD法制备BN-C纳米复合薄膜

基本信息

批准号：
10137245
负责人：
伊藤滋
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、プラズマMOCVD法によるBN-Cナノコンポジット膜の作製において、反応ガス中にC_2H_2を添加ずることにより、生成膜中のBN/C組成の制御を試みた。プラズマとして、通常の電子密度を持つプラズマ(電子密度:10^<10>cm^<-3>)と比較して、1000倍以上高い電子密度を持つ高密度プラズマ(電子密度:10^<13>cm^<-3>)を用いた。高密度プラズマは誘導結合方式により、13.56MHz、300Wの出力で発生させた。MO試薬としては、分子内にすでにB、N、Cを含んでいるトリメチルアミンボラン((CH_3)_3N-BH_3)を用いた。実験の手順としては、まず、反応容器、原料蒸発器を排気後、基板をヒーターを用いて所定温度(700℃)まで上昇させ、同時に原料蒸発器内に充填したMO原料を30℃で蒸発させた。次にMO原料をキャリヤーガス(N_2,H_2,C_2H_2)により反応容器内に導入し、プラズマによりC_2H_2とともに分解させ、Si(100)基板(12×12×0、5mm)上に30分間成膜した。生成膜のFT-IRスペクトル、XPSスペクトルから生成膜中に、B-N結合、C-C結合の存在が確認された。しかしながら、XRDパターンからはピークが観察されず、BN-C膜はBN、Cともにアモルファスであることが確認された。すなわち、この場合にも生成膜はナノコンポジット膜であった。反応ガスとしてC_2H_2+H_2混合ガスを用いた場谷には、膜中のNはBと比較して少なくなっており、B-N結合以外にB-C結合の存在が確認された。これに対して、反応ガスとしてC_2H_2+N_2混合ガスを用いた場合には、不足分の窒素が補填され、アモルファスのBNとアモルファスのCのみからなるナノコンポジット膜の作製に成功した。このとき、BNとCの組成はC_2H_2/N_2=0.067,1.5においてBN:C=1:2、C_2H_2/N_2=4.0においてBN:C=1:3と、組成の大きく異なる膜が作製された。

In this paper, we study the preparation of BN/C composite films by MOCVD method. The electron density is usually higher (electron density:10^<10>cm^<-3>) than that of 1000 times higher (electron density:10^<13>cm^<-3>). High density induction bonding mode, 13.56MHz, 300W output MO test: (CH_3)_3N-BH_3) After the operation of the reactor, the reaction vessel and the raw material evaporator are exhausted, the substrate is heated to a predetermined temperature (700℃), and the raw material evaporator is filled with MO and evaporated at 30℃. Next, MO raw materials were introduced into the reaction vessel, C_2H_2 was decomposed, and films were formed on Si(100) substrates (12×12× 0,5 mm) in 30 minutes. FT-IR and XPS spectra of the film were examined to confirm the presence of B-N and C-C bonds in the film. For example, XRD can be used to identify BN and C films. In this case, it is necessary to form a film. The existence of B-C bonds other than B-N bonds is confirmed by comparison of B-N bonds and B-C bonds. In this paper, the author discusses the successful manufacture of C_2H_2+N_2 hybrid film in the case of C_2H_2+N_2 hybrid film. C=1:2, C_2H_2/N_2=4.0, BN = C=1:3, BN = C = C_2H_2/N_2 = 0.067, 1.5, BN = C= C=1:3, BN = C = C =