JP5218969B2 - sp3−結合性BN高密度相を有するBN薄膜およびその製造方法。 - Google Patents
sp3−結合性BN高密度相を有するBN薄膜およびその製造方法。 Download PDFInfo
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また、従来にはない以下のような特徴を有する結晶構造をも創製することが出来た。
(特徴1)この結晶は、c−BN同様のsp3−結合によるもので、c−BNと同じようにダイヤモンドに次ぐ硬度が期待できる。
(特徴2)ドーピングが容易であり半導体化による導電性の制御が様々な手法により可能であるという特徴がある。
(特徴3)又、透明な薄膜の作製も可能である。
以上の特徴により、
(応用1)ITOの代替材料(元素戦略的にB,Nは豊富で有効)としての透明導電膜。
(応用2)pn接合構造などの作製により、太陽電池、紫外発光特性を活かした紫外域LED、さらに固体紫外レーザーなど。
の応用が見込まれる。
通常知られた手法でよい。代表例としては、プラズマCVD,熱CVD等により、ホウ素原料ガスとしてB2H6、BCl3等、窒素原料ガスとしてNH3等を用いる。基板としては、シリコン等の半導体材料、ステンレス、ニッケルなどの金属材料、ガラス、サファイヤ等を用いる。
なお図1では、Ar+NH3混合ガスによるプラズマを雰囲気ガスにしているが、通常の不活性ガス(+NH3)雰囲気でも良い。
真空チャンバー内に予め作製しておいたアモルファスBN薄膜(基板上に作製)を置き、光学窓から紫外光を照射する。この際、雰囲気は制御され、特に原料ガスにアンモニアを含有するプラズマ雰囲気などは、効果が強い。
基板上に作製された上記アモルファスBN薄膜を、光導入用光学窓を持つ合成チャンバーに設置し、チャンバー内雰囲気を不活性ガス(Arなど)、又は、不活性ガスにNH3ガスなどを混入したもので満たし、チャンバー外から光学窓を通して紫外光(代表的にはArFレーザ光:波長193nm)を薄膜表面に照射する。
この際、NH3等の窒素を含有するガスを推奨するのはBNの組成変化(Nが抜けやすい)を抑制する効果があるためである。又、これらの雰囲気は、プラズマ化することで、プロセス時間の短縮などの効果がある。代表的な条件は、ArFレーザを用いた場合、繰り返し周波数10Hz、光強度(レーザフルエンス)1.0J/cm2、照射時間30分である。
得られた薄膜試料のx線回折の結果より、Sp3−結合性6H−BNとsp3−結合性10H−BNと言う、新しい結晶構造の高密度相BNの生成が実証された。
Claims (2)
- sp3−結合性BN高密度相を有するBN薄膜であって、Sp3−結合性6H−BNとsp3−結合性10H−BNを含有することを特徴とするsp 3 −結合性BN高密度相を有するBN薄膜。
- sp3−結合性BN高密度相を有するBN薄膜の製造方法であって、
チャンバー内に不活性ガス又は不活性ガスとNH 3 ガスの混合ガスを充填した状態で、前記チャンバー内に配置し、基材上に形成したアモルファスBN薄膜に紫外レーザ照射して、相変化を生じさせ、照射箇所に高密度相を形成することを特徴とするsp 3 −結合性BN高密度相を有するBN薄膜の製造方法。
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