工作气压对制备立方氮化硼薄膜的影响.pdfVIP

第18卷 材料科学与工程 增刊 Vo Materials 1．18 Sep．2000 ScienceEngineering 工作气压对制备立方氮化硼薄膜的影响幸 邓金祥，谭利文，王波，严辉，陈光华 (北京工业大学应用物理系，北京100022) 【摘要】本文报道了工作气压对射频溅射法制备立方氮化硼(c·BN)薄膜影响的实验结果。c-BN 膜的成分由傅里叶变换红外吸收谱标识。结果表明，与射频功率、衬底温度和衬底负偏压一样，工作气 压也是影响C-BN薄膜生长的重要参数。要得到一定立方相含量的氮化硼薄膜，必须要有合适的工作气 压，否则，薄膜中不能形成立方相。在工作气压为5x104乇时，得到了立方相含量在90％以上的立方氮 化硼薄膜。 【关键词】立方氮化硼射频溅射工作气压 以控制，得到一定立方相含量的c-BN膜则更加 言 困难。本文实验用射频溅射的方法制备c-BN薄 膜。用射频溅射制备c-BN薄膜，影响膜生长的 因素很多，如衬底材料、衬底温度、衬底偏压、 c-BN是一种新型超硬宽带隙材料，具有一 靶材、溅射气体成分、工作气压和射频源功率等． 系列类似于金刚石的优异物理化学性质，如高硬 我们在衬底材料、衬底温度、衬底偏压、射频源 度(仅次于金刚石)、宽带隙(Eg*6．6eV)、高的电 功率、靶材和溅射气体成分一定的条件下改变工 阻率和高的热稳定性，除此之外．它还具有一些 作气压，以制备c-BN薄膜。实验结果表明，工 优于金刚石的性质，如比金刚石高的热稳定性和 作气压对立方相成核有很大影响，工作气压不合 化学稳定性，适用于作为超硬刀具涂层，特别适 适则得不到含有立方相的氮化硼薄膜。在一定的 用于加工铁基合金的刀具涂层：而且c．BN可被 工作气压下，我们得到了立方相含量在90％以 掺杂成P型和n型半导体，而金刚石的n型掺杂 上的c．BN薄膜。 十分困难。c．BN具有高的热导率以及与Si、GaAs 更接近的热膨胀系数，使之成为很好的热沉材 料。因此，c．BN在力学、热学、电子学等方面 2实验 有着极其广泛的应用前景Ⅲ。 近年来c．BN薄膜的制备研究成为国际上材 料学界研究的热点之一，人们用多种物理汽相沉 积(PVD)和化学汽相沉积(CVD)方法研制c．BN Q 统沉积在P型Si(100)(8～15 crn)衬底上，靶材 薄膜。C-BN膜制备过程中，c．BN的成核条件难 ．国家自然科学基金，北京市自然科学基金，北京市科技新星计划和北京市科技骨干培养基金资助项目 ·640· 为氩气和氮气混合而成．在沉积之前，衬底分别 经过甲苯、丙酮、乙醇和去离子