本项目按照原定计划,研究了立方氮化硼(cBN)薄膜的应力释放、掺杂与cBN薄膜的p-n结二极管的制备等内容。具体结果包括(1)国际上首次发现在H2气氛下1500K温度退火可释放薄膜中残留压应力,所制备的200纳米厚的、含98%立方相纯度cBN薄膜在空气中存放30个月没有剥落迹象。解决了cBN薄膜应力释放问题;(2)确定了cBN薄膜的红外光谱中的1230cm-1处肩峰是B-O键的吸收,并可以用该吸收峰简单测定薄膜的氧杂质浓度;(3)考察了薄膜制备时氧杂质的浓度与制备条件的关系,半定量地测定了cBN薄膜成核与生长所允许的最大氧浓度;(4)系统研究了cBN薄膜的实时硫掺杂,成功制备了硫掺杂的高纯度立方氮化硼薄膜,所制备的p-Si/S-cBN异质结的整流效应常温下达到100000倍,p-cBN/s-cBN同质结的整流效应接近10000倍,并且通过STM、SIMS等手段确定S掺杂主要占据了B原子的位置,因而显示可能的n-型半导体特性;(5)首次发现压缩应力会抑制红外吸收强度,用第一性原理从应力对声子态密度的影响,从理论上证明了该现象。按时完成了本项目提出的任务和指标。
英文主题词cubic boron nitride thin films; high-temperature semiconductor; doping; IR; compressive stress