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薄膜沉积和材料评估通过低压ICP-CVD和高频偏压溅射制备了厚度约为200 nm的cBN（6x8mm^2）薄膜。通过透射红外呼吸强度测量和TEM观察证实了cBN相的形成。此外，由XPS和AES测量确定的氮化速率约为1，表明所获得的cBN薄膜具有化学计量组成。截面TEM观察表明，在这些cBN薄膜与基板的界面处存在约5nm的非晶层和约40nm的tBN层，并且tBN层以与c轴平行的方式取向。结果表明，cBN在cBN层的顶部外延生长，cBN层中存在许多孪晶，并且是晶粒尺寸约为10nm的多晶层。使用紫外光评估 cBN 薄膜的光电导性能 将具有 1mm 间隙的金电极（1x4mm^2，厚度 200nm）沉积在 cBN 薄膜（6x8mm^2）上。对于该样品，使用高压汞灯作为光源，我们测量了未加热时的光电导性能。为了增加光量，不使用分光计而是照射光。尽管观察到由于照射导致的电导率的变化，但是当电极表面被遮光时没有观察到电导率的变化，这被认为是由于光照射引起的接触电阻的变化所致。使用 AES 测量进行的表面分析证实了表面上存在极薄的 sp^2 键合层。这种 sp^2 键合相被认为由于其绝缘特性而阻碍了良好欧姆接触的形成。此外，通过1keV Ar离子束辐照观察到表面有显着的sp^2键合相形成。这表明与金刚石不同，离子束表面处理不能用于在 cBN 薄膜中形成欧姆接触。未来，有必要建立一种形成良好欧姆接触的方法。此外，认为有必要使用诸如低压汞灯或UV准分子激光器之类的高输出光源作为激发光源。