光・プラズマアシスト気相成長法による立方晶窒化ホウ素薄膜の作製

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06650021
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 杉野 隆 大阪大学, 工学部, 助教授 (90206417)
• 研究分担者: 服部 励治 大阪大学, 工学部, 助手 (60221503)
• キーワード: 窒化ホウ素 / 三塩化ホウ素 / 窒素リモートプラズマ / 赤外吸収スペクトル / 透過電子顕微鏡 / 透過電子線回折 / 電気抵抗率 / 禁止帯幅

研究概要

材料ガスとして三塩化ホウ素と窒素、希釈ガスとしてアルゴン又は水素を用い、窒素リモートプラズマ気相成長法によってシリコン基板上へ立方晶窒化ホウ素の合成を試みた。窒素のリモートプラズマで三塩化ホウ素を分解し、600〜650℃に保持したシリコン基板に負バイアスを印加して窒化ホウ素の堆積を行った。得られた薄膜の結晶学的評価、光学的・電気的特性評価を行い、以下の結果を得た。
1.透過電子顕微鏡による格子像の観察から、本成長法で得られた窒化ホウ素は3.5nm程度の粒子サイズをもつ微結晶薄膜であることが確認された。また、透過電子線回折より膜中の微結晶の大部分は六方晶窒化ホウ素であると同定され、これは1380cm^<-1>と800cm^<-1>にピークをもつ赤外光吸収スペクトル測定結果として一致する。更に、電子線回折信号の強度変化より、立方晶窒化ホウ素の混在を示唆する結果が得られた。
2.光吸収スペクトル測定より禁止帯幅が5.5〜5.8eVであると評価された。
3.得られた窒化ホウ素薄膜上に金の電極を形成し、電流-電圧特性を測定した。室温で10^9〜10^<11>Ωcmの電気抵抗率を有する窒化ホウ素薄膜が得られた。電気抵抗率の温度依存性から求められる活性化エネルギーは0.64eVと評価された。