Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование возможности выращивания пленок BN методом газофазной эпитаксии

ФИО
Коурова Наталья Викторовна
Электронная почта
4d0bc6a071c9koyr21@gmail.com
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Материаловедения полупроводников и диэлектриков
ФИО научного руководителя
доцент, к.ф.-м.н. Малинкович Михаил Давыдович
Академическая группа
ММП-15-1
Наименование тезиса
Исследование возможности выращивания пленок BN методом газофазной эпитаксии
Тезис

Полупроводниковое соединение нитрида бора принадлежит к известному типу соединений AIIIBV и наименее изучено среди них. Это соединение представляет большой интерес из-за его высокой химической стойкости, большой ширины запрещённой зоны, малой энергией ионизации примесных центров и других специфических свойств.

На основе BN можно изготавливать светодиоды, фотодиоды, фоторезисторы, работающие в дальнем УФ диапазоне, а также СВЧ и силовые полупроводниковые приборы, работающие при высоких температурах.

Целью данной работы является исследование возможности получения BN методом газофазной эпитаксии (MOCVD).

Выращивание пленок проводилось на установке газофазной эпитаксии с горизонтальным трубчатым кварцевым реактором при пониженном давлении 80 мм.рт.ст. В качестве прекурсоров использовали трихлорид бора (газ-носитель водород) и аммиак. Графитовый подложкодержатель, покрытый карбидом кремния, нагревался ВЧ-генератором в диапазоне температур 200 – 1800 0С. Контроль температур осуществлялся пирометром и платино-родиевой термопарой. При нагреве подложкодержателя до температур более 1100 0С начинался процесс осаждения пленки, брутто-реакцию которого можно записать следующим образом:

 

BCl3 + NH3 = BN + 3HCl

 

Для выращивания пленок BN использовали подложки сапфира Al2O3 ориентацией (0001) и карбида кремния SiC ориентацией (0001). Поверхность полированных подложек перед процессом осаждения пленок обрабатывали в травителе состава HCl:HF:H2O 1:2:4.

Толщину пленки BN определяли методом сканирующей электронной микроскопии, которая составила около 2 мкм за 20 мин роста (рисунок 1а). Шероховатость поверхности выращенной пленки 0,117 мкм (база измерений 3 мкм) определяли с помощью атомно-силовой микроскопии (рисунок 1б).

 

 а    б 

Рисунок 1 – а, б - Микрофотографии поверхности образца на подложке SiC

 

Исследуемые образцы пленки BN измеряли с помощью метода рентгеновской дифрактометрии. Было зафиксировано присутствие гексагональной фазы BN (рисунок 2а). Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света было подтверждено наличие пиков КРС, характерных для гексагональной модификации BN (рисунок 2б).

а    б 

 

Рисунок 2 – а - Рентгеновские дифрактограммы пленки BN и подложки Al2O3; б -  КРС спектр пленок BN на подложках Al2O3 и SiC

 

Таким образом, в настоящей работе была показана возможность получения эпитаксиальных монокристаллических пленок BN с помощью метода MOCVD. Пленки имели гексагональную модификацию. Скорость роста пленок составила около 5 мкм/ч.

 

Научный руководитель - доцент, к.ф.-м.н. Малинкович М.Д.