立方晶窒化ホウ素のヘテロエピタキシャル成長を目指した新規プラズマプロセシング開発

开发针对立方氮化硼异质外延生长的新型等离子体处理技术

• 批准号: 03F00055
• 负责人: 吉田 豊信
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F00055/
• 关键词: cBN薄膜; 界面制御; 成長制御; 機械的性質; 電子物性

本年度は当該研究課題に向けた初年度として、以下の成果を挙げた。1.ICP-CVDプロセス診断のためBN堆積に関与するイオンのエネルギー及びフラックスのその場計測を行い、ボロンが関与する種の大部分はイオン化されていること、窒素分子に関してはイオン化は少なく、中性分子が大部分であり、この分子の存在はcBNの生成を阻害し、tBNの成長を助長することなどを明確にした。2.数nmの鋭いエッジを有するシリコン上に、BNを堆積する手法を確立した。本手法により、従来の機械研磨やイオン研磨等によるナノ構造への影響を除去し、透過型電子顕微鏡によるcBNの核生成の直接観察が可能となり、エピ成長への指針を得た。同時にTEM内でのnmオーダーの領域での微細機械特性の評価により、形成されたBNナノアレイ(BNNA)が無機物についての従来の変形挙動では説明できない変化挙動を示すことを見出した。3.ICP-CVD法による化学反応を伴う成長表面処理、TDBTによるイオンエネルギーのダイナミックな制御を統合し、結晶成分のみからなるBN薄膜の堆積が可能とした。本成果はcBN薄膜の各種基板上へのエピタキシャル成長の要素技術の一つと考えられる。また、本cBN薄膜は窒素空孔をアクセプターとするP型伝導を示すことを利用してcBN薄膜デバイスとしてp-cBN/n-Si異種接合ダイオードを作成し、室温において3桁以上の整流比を認めた。

This year's research project is in progress, and the following results have been achieved. 1.ICP-CVD diagnosis of BN accumulation is related to the production and growth of BN, and field measurement of BN accumulation is related to the production and growth of BN. 2. The number of nm sharp edge, the number of nm sharp edge. This method can eliminate the influence of structure on mechanical grinding, grinding, etc., and can directly detect the nuclear generation of cBN by transmission electron microscope. At the same time, the evaluation and formation of micromechanical properties in the nm region of TEM are also shown. 3. The deposition of BN thin films by ICP-CVD method is possible due to chemical reaction and growth surface treatment, TDBT process and crystal composition. The results of this study are related to the development of cBN thin films on various substrates. The present cBN film has a rectification ratio of more than 3 nm at room temperature, and the p-type conductivity of the p-cBN/n-Si heterojunction can be obtained by using the cBN film.

项目成果

Hangsheng Yang: "Mass spectrometric study of low-pressure inductively coupled plasma for chemical vapor deposition of cubic boron nitride films"Sci.and tech.of adv.Mater. (In print). (2004)

杨航生：“低压电感耦合等离子体化学气相沉积立方氮化硼薄膜的质谱研究”材料科学与技术。

Hangsheng Yang: "High-resolution transmission electron microscopy of as-deposited boron nitride on the edge of ultrathin Si flake"Journal of Applied Physics. 95・5. 2337-2341 (2004)

杨航生：“超薄硅片边缘沉积氮化硼的高分辨率透射电子显微镜”应用物理杂志95・5（2004）。

Hangsheng Yang: "Interface engineering of cBN films deposited on silicon substrates"Journal of Applied Physics. 94・2. 1248-1251 (2003)

杨航生：“硅衬底上沉积的cBN薄膜的界面工程”应用物理杂志94・2（2003）。

Chihiro Iwamoto: "Dynamic and atomistic deformation of sp^2-bonded boron nitride nanoarrays"Applied Physics Letters. 83・21. 4402-4404 (2003)

Chihiro Iwamoto：“sp^2 键合氮化硼纳米阵列的动态和原子变形”应用物理快报 83・21（2003）。