氮化硼薄膜的微结构及光学性能研究
发布时间：2020-12-18 07:54
氮化硼属于人工合成的III-V族半导体材料,而六方氮化硼作为良好的热导体和绝缘体的同时,与石墨烯的晶格也十分匹配,使其可以作为石墨烯器件的衬底或绝缘栅材料,在深紫外光电器件与大功率微电子器件领域有很广阔的应用前景。因此,近年来,高质量六方氮化硼薄膜的生长与制备成为了研究热点,但是由于生长条件苛刻,较难获得表面平整,且高纯度、高结晶质量的厚六方氮化硼薄膜。此外,目前对物理气相沉积法制备的六方氮化硼薄膜稳定性和微结构的研究较少。本文通过射频磁控溅射的方法,在Si（100）基片上制备六方氮化硼薄膜,分别改变溅射时间、衬底温度、溅射功率、衬底负偏压和溅射气体中的氮氩比,利用傅里叶红外光谱仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和X射线衍射仪等设备仪器对六方氮化硼薄膜样品的光学性质、结晶质量、形貌特点、元素组分等进行测试表征,得到不同工艺参数对六方氮化硼薄膜相关性能可能产生的影响。制备得到了高质量六方氮化硼薄膜,主要工作包括以下几个部分:1.对比不同制备工艺对六方氮化硼薄膜稳定性的影响:（1）在制备薄膜之前通过提前高温烘烤真空腔体可以有效提高薄膜样品的稳定性,样品在空气中暴露72h后...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 氮化硼薄膜的研究背景
1.2 氮化硼的结构、性质和应用
1.2.1 菱面体氮化硼
1.2.2 纤锌矿型氮化硼
1.2.3 立方氮化硼
1.2.4 六方氮化硼
1.3 六方氮化硼的性质
1.3.1 六方氮化硼的电学性能
1.3.2 六方氮化硼的光学性能
1.3.3 六方氮化硼的物理化学性能
1.3.4 六方氮化硼与氮化镓、氮化铝比较
1.4 制备六方氮化硼存在的主要问题
1.5 本课题的研究内容与意义
第二章 六方氮化硼薄膜的制备方法与表征原理
2.1 六方氮化硼的制备方法
2.1.1 化学气相沉淀法（CVD）
2.1.2 物理气相沉积法（PVD）
2.2 六方氮化硼的表征方法
2.2.1 傅里叶变换红外光谱法
2.2.2 原子力显微镜表征方法
2.2.3 扫描电子显微镜表征方法
2.2.4 X射线光电子能谱
2.2.5 X射线衍射谱法
2.3 本章小结
第三章 样品制备与性能表征
3.1 射频磁控溅射原理
3.2 实验设备及材料
3.3 六方氮化硼薄膜的制备
3.3.1 基片清洗
3.3.2 薄膜制备流程
3.4 样品的稳定性分析
3.5 样品的XRD图谱分析
3.6 本章小结
第四章 参数条件对六方氮化硼薄膜的影响
4.1 溅射时间对六方氮化硼薄膜的影响
4.1.1 溅射时间对光学性能的影响
4.1.2 溅射时间对表面形貌的影响
4.1.3 溅射时间对生长厚度的影响
4.2 衬底温度对六方氮化硼薄膜的影响
4.2.1 衬底温度对光学性能的影响
4.2.2 衬底温度对表面形貌的影响
4.3 溅射功率对六方氮化硼薄膜的影响
4.3.1 溅射功率对光学性能的影响
4.3.2 溅射功率对表面形貌的影响
4.3.3 溅射功率对生长厚度的影响
4.4 负偏压对六方氮化硼薄膜的影响
4.4.1 负偏压对光学性能的影响
4.4.2 负偏压对表面形貌的影响
4.5 氮氩比对六方氮化硼薄膜的影响
4.5.1 氮氩比对光学性能的影响
4.5.2 氮氩比对表面形貌的影响
4.5.3 氮氩比对生长厚度的影响
4.5.4 氮氩比对元素组成的影响
4.6 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optical properties of hexagonal boron nitride thin films deposited by radio frequency bias magnetron sputtering[J]. 邓金祥,张晓康,姚倩,汪旭洋,陈光华,贺德衍. Chinese Physics B. 2009(09)
[2]纳米纤锌矿氮化硼的同步辐射真空紫外反射光谱与光学性质[J]. 苏夷希,巨新,魏坤,池元斌,韩正甫,石军岩,邓杰,施朝淑. 物理学报. 1994(10)
[3]纤锌矿型氮化硼及其应用的研究(Ⅰ)——纤锌矿型氮化硼的冲击波合成[J]. 池元斌,王立中,徐洪山,李明辉,陈立学,李树青,陈宇飞. 高压物理学报. 1991(04)
硕士论文
[1]磁控溅射法制备立方氮化硼薄膜及原位掺硫研究[D]. 郭清秀.北京工业大学 2011
本文编号：2923653
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 氮化硼薄膜的研究背景
1.2 氮化硼的结构、性质和应用
1.2.1 菱面体氮化硼
1.2.2 纤锌矿型氮化硼
1.2.3 立方氮化硼
1.2.4 六方氮化硼
1.3 六方氮化硼的性质
1.3.1 六方氮化硼的电学性能
1.3.2 六方氮化硼的光学性能
1.3.3 六方氮化硼的物理化学性能
1.3.4 六方氮化硼与氮化镓、氮化铝比较
1.4 制备六方氮化硼存在的主要问题
1.5 本课题的研究内容与意义
第二章 六方氮化硼薄膜的制备方法与表征原理
2.1 六方氮化硼的制备方法
2.1.1 化学气相沉淀法（CVD）
2.1.2 物理气相沉积法（PVD）
2.2 六方氮化硼的表征方法
2.2.1 傅里叶变换红外光谱法
2.2.2 原子力显微镜表征方法
2.2.3 扫描电子显微镜表征方法
2.2.4 X射线光电子能谱
2.2.5 X射线衍射谱法
2.3 本章小结
第三章 样品制备与性能表征
3.1 射频磁控溅射原理
3.2 实验设备及材料
3.3 六方氮化硼薄膜的制备
3.3.1 基片清洗
3.3.2 薄膜制备流程
3.4 样品的稳定性分析
3.5 样品的XRD图谱分析
3.6 本章小结
第四章 参数条件对六方氮化硼薄膜的影响
4.1 溅射时间对六方氮化硼薄膜的影响
4.1.1 溅射时间对光学性能的影响
4.1.2 溅射时间对表面形貌的影响
4.1.3 溅射时间对生长厚度的影响
4.2 衬底温度对六方氮化硼薄膜的影响
4.2.1 衬底温度对光学性能的影响
4.2.2 衬底温度对表面形貌的影响
4.3 溅射功率对六方氮化硼薄膜的影响
4.3.1 溅射功率对光学性能的影响
4.3.2 溅射功率对表面形貌的影响
4.3.3 溅射功率对生长厚度的影响
4.4 负偏压对六方氮化硼薄膜的影响
4.4.1 负偏压对光学性能的影响
4.4.2 负偏压对表面形貌的影响
4.5 氮氩比对六方氮化硼薄膜的影响
4.5.1 氮氩比对光学性能的影响
4.5.2 氮氩比对表面形貌的影响
4.5.3 氮氩比对生长厚度的影响
4.5.4 氮氩比对元素组成的影响
4.6 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optical properties of hexagonal boron nitride thin films deposited by radio frequency bias magnetron sputtering[J]. 邓金祥,张晓康,姚倩,汪旭洋,陈光华,贺德衍. Chinese Physics B. 2009(09)
[2]纳米纤锌矿氮化硼的同步辐射真空紫外反射光谱与光学性质[J]. 苏夷希,巨新,魏坤,池元斌,韩正甫,石军岩,邓杰,施朝淑. 物理学报. 1994(10)
[3]纤锌矿型氮化硼及其应用的研究(Ⅰ)——纤锌矿型氮化硼的冲击波合成[J]. 池元斌,王立中,徐洪山,李明辉,陈立学,李树青,陈宇飞. 高压物理学报. 1991(04)
硕士论文
[1]磁控溅射法制备立方氮化硼薄膜及原位掺硫研究[D]. 郭清秀.北京工业大学 2011
本文编号：2923653
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/2923653.html
