六方晶系および正方晶系窒化スズ薄膜の作製と基礎物性評価

六方和四方氮化锡薄膜的制备及基本物理性能评价

• 批准号: 11875135
• 负责人: 高井 治
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875135/
• 关键词: 窒化スズ; 高周波反応性スパッタリング; 結晶構造; 正方晶; XRD; XPS; 断面構造; 化学結合状態; スピネル; 電子密度状態図

本研究では,高周波反応性スパッタリングを用いて多結晶の窒化スズ薄膜を作製し,成膜条件が諸物性に与える影響について検討した.本年度は,正方晶系の低温相に焦点をあて,構造を明らかにすることを目的とした.高周波反応性スパッタリングにより作製した窒化スズ薄膜を,X線光電子分光法により表面組成分析した結果,15〜35at%の酸素が検出された.しかし,Arイオンエッチングにより深さ方向分析を行うと,試料内部では酸素が検出されなくなった.このことから,検出された酸素は,作製膜を大気暴露後にはじめて混入したものであり,成膜段階では高純度な窒化スズ薄膜が作製されていると考えられる.この表面酸素組成は,作製膜の結晶性,特にスズ-窒素間の結合の不完全性と強い相関があり,窒素と結合が形成されていないスズ原子に,大気中の酸素が結びつきやすいことを示すものであるといえる.表面酸素組成が最も低く,結晶性が良好であると考えられる窒化スズ薄膜において,スズと窒素の比は約1:1であり,窒素組成は化学両論組成よりもわずかに低かった.作製膜の断面構造をSEMにより観察した.その結果,窒化スズ薄膜断面は,基板側と表面側で大きく構造が異なっており,基板側はほとんどテキスチャが認められない一方で,表面側は柱状構造が確認された.さまざまな膜厚の試料を作製し,X線回折プロファイルのX線入射角度依存性を調査した結果,基板側はアモルファス構造,表面側が多結晶構造であった.作製膜がこのような二層構造を有する原因は明らかでないが,窒化ボロン薄膜等で報告例があるように,窒化スズ多結晶の成長には,ある程度の厚さのアモルファスバッファ層が必要であることが考えられる.

In this study, the effects of film formation conditions on the properties of high frequency reflection films were investigated. This year, the tetragonal phase is focused. The surface composition of the thin film was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy. The results showed that 15 ~ 35at% of the acid was detected. The analysis of the direction of the sample is carried out, and the internal acid of the sample is detected. The film was prepared by mixing the high purity of the film with the high purity of the film after exposure. The composition of these surface elements is crystalline, especially the incompleteness and strong correlation of the binding between the elements and the atoms. The composition of the surface element is the lowest, the crystallinity is good, the ratio of the surface element is about 1:1, and the composition of the surface element is about 1:1. SEM observation of the cross section structure of the film. As a result, the cross section of the thin film is different from that of the substrate side and the surface side, and the columnar structure is confirmed on the surface side. As a result of the investigation of the dependence of X-ray incidence angle on X-ray reflection, the film thickness of the sample was prepared, and the substrate side had a polycrystalline structure and the surface side had a polycrystalline structure. The reason for making the film is that it is necessary to make the two-layer structure.

项目成果

Nobuaki Asai: "Electrochromic Reaction of InN Thin Films"J.Electrochem.Soc.. 146. 2365-2369 (1999)

Nobuaki Asai：“InN薄膜的电致变色反应”J.Electrochem.Soc.. 146. 2365-2369 (1999)

Nobuaki Asai: "Electrical Properties of Electrochromic Indium Nitride Thin Films Prepared by RF Ion Plating"J.Korean Inst.Surf.Eng.. 32. 276-280 (1999)

Nobuaki Asai：“通过射频离子镀制备的电致变色氮化铟薄膜的电性能”J.Korean Inst.Surf.Eng.. 32. 276-280 (1999)

井上泰志: "XPSによる窒化スズの化学結合状態分析"表面分析・EPMA合同研究懇談会要旨集. 16-1-16-3 (1999)

Yasushi Inoue：“通过 XPS 对氮化锡进行化学键态分析”表面分析/EPMA 联合研究会议摘要 16-1-16-3 (1999)。

Mitsuharu Tsukahara: "Crystal Growth of ZnO Thin Films on α-Al_2O_3 for Buffer Layers"Proc.5th Int.Symp.on Sputtering&Plasma Processes. 67-68 (1999)

Mitsuharu Tsukahara：“用于缓冲层的 α-Al_2O_3 上 ZnO 薄膜的晶体生长”Proc.5th Int.Symp.on Sputtering&Plasma Processes 67-68 (1999)。