| 研究概要 |
立方晶窒化ボロン(cubic Boron Nitride : cBN)はダイヤモンドにつぐ熱伝導度および高硬度を有し,耐熱性や化学的安定性にも優れ,広いバンドギャップをもつIII-V族化合物半導体である.
本研究では,パルスレーザアブレーション法としてパルス発進させたNd : YAGレーザ(波長:532nm)およびKrFエキシマレーザ(波長:248nm)を用いてBN薄膜を650℃に加熱したSi(100)基板上に作製した.これまで高周波(RF)負バイアスを用いた場合について検討してきたが,新たに直流(DC)負バイアスについても検討した.さらに,作製薄膜特性をフーリエ変換型赤外吸収スペクトル分析装置(FT-IR),オージェ電子分光分析装置(AES),走査電子顕微鏡(SEM)等により調べた.また,マルチチャンネル分光分析装置でプラズマの発光分光分析を行い発光種を明らかにすることにより,レーザアブレーション法によるプラズマ特性と膜質の相関を定量的に検討した.532nmのYAGレーザを用いて作製たBN薄膜と248nmのエキシマレーザにより作製した薄膜の特性の相違について検討した.FT-IR分析により基板電極に約200VのRF負バイアス電圧を印加すればcBN相の形成が促進されるたが,DC負バイアスを約200〜250V程度加えてもcBN相の形成はできなかった.また,cBN薄膜の基板材料として用いられている高硬度材料である炭化タングステン(WC)薄膜をパルスレーザアブレーション法で作製した.これらの研究結果の一部をThin Solid Films,Proc.of the 8th ACED'96,Proc.of the 1996 MRS Spring Meeting,Nucl.Instr.and Meth.B等に発表した.
現有のパルスYAGレーザアブレーション装置の改良として,結晶化促進および組成制御用イオン源として3cmイオンガンを設置したが,真空排気系の能力不足等でイオンアシストレーザアブレーションの実験は行えなかった.
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