気相合成立方晶窒化ホウ素薄膜の紫外光伝導特性と紫外光センサー材料への応用

气相合成立方氮化硼薄膜的紫外光电导性能及其在紫外光传感器材料中的应用

• 批准号: 08750811
• 负责人: 津田 統
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750811/
• 关键词: 立方晶窒化ホウ素; 気相合成; 薄膜; 紫外光; 光伝導

cBN薄膜堆積と材料学的評価膜厚約200nmのcBN(6x8mm^2)薄膜を低圧ICP-CVD法および高周波バイアススパッタリング法で作製した。透過IR呼吸強度測定およびTEM観察によりcBN相の生成を確認した。また、XPSおよびAES測定から求めた窒化率はほぼ1であり、得られたcBN薄膜が化学量論組成を有していることが分かった。断面TEM観察より、これらのcBN薄膜の基板との界面には、5nm程度の非晶質層と40nm程度のtBN層が存在すること、tBN層はc軸が基板表面と平行になるように配向しており、その上にcBNがエピタキシャルに成長していること、cBN層には双晶が多く存在すること、結晶粒数10nm程度の多結晶層であることが明らかとなった。cBN薄膜の紫外光による光伝導特性評価cBN薄膜(6x8mm^2)上に、1mm間隙の金電極(1x4mm^2、厚さ200nm)を蒸着し形成した.この試料について、高圧水銀ランプを光源とし、未熱処理時の光伝導特性測定を行った。光量を稼ぐために分光器は使用せず光照射を行った。照射により電気伝導度に変化が見られたが、電極面を遮光すると伝導度の変化は見られなかったため、これは光照射によるコンタンクト抵抗の変化によると考えられる。AES測定による表面分析の結果、表面に極薄いsp^2結合層が存在することが確認された。このsp^2結合相は、絶縁性であるために良好なオーミックコンタクトの形成を妨げていたと考えられる。また、1keVのArイオンビーム照射により表面の顕著なsp^2結合相化が見られた。このことは、cBN薄膜では、ダイヤモンドと異なり、イオンビーム表面処理がオーミックコンタクト形成に利用できないことを示している。今後、良好なオーミックコンタクトを形成する方法を確立することが必要である。また、励起光源も、低圧水銀ランプやUVエキシマレーザー等の高出力光源を使用する必要があると考えられる。

cBN(6x8mm^2) thin films with a thickness of about 200nm were prepared by low pressure ICP-CVD and high frequency CVD methods. The formation of cBN phase was confirmed by IR respiration intensity measurement and TEM observation. XPS and AES measurements were performed to determine the chemical composition of BN films. TEM cross-section shows that there is an amorphous layer of about 5nm and a tBN layer of about 40nm at the interface between the cBN thin film and the substrate, and that the tBN layer is aligned parallel to the c-axis and the substrate surface, and that there is a polycrystalline layer of about 10nm in the cBN layer. Evaluation of UV Light Transmission Properties of cBN Thin Films A gold electrode (1x4mm^2, 200nm thick) with a gap of 1mm on a cBN thin film (6x8mm^2) was formed by evaporation. The sample temperature, high pressure mercury temperature, light source, and optical conductivity measurement without heat treatment were performed. The amount of light the spectroscope uses is not enough. The change of conductivity of the electrode surface is observed. AES determination of surface analysis results, surface very thin sp^2 binding layer exists, so confirm The combination of sp^2 phase and insulation is good. 1keV Ar radiation on the surface of the surface and sp^2 combination phase change The surface treatment of cBN thin films is used to form cBN thin films. In the future, it is necessary to establish a good method of communication. The use of high output light sources such as excitation light sources, low pressure mercury light sources, and UV light sources is necessary.