立方氮化硼晶体掺杂工艺及特性研究

【摘要】立方氮化硼(cBN)具有极高的热导率，能实现N型和P型掺杂，以及高介电强度、优异的热稳定性和化学稳定性等许多优秀性质，在高温、高功率电子器件和深紫外光电器件领域具有重要的应用前景。cBN的禁带宽度高达6.4eV，是III-V族化合物中最大的，其电阻率非常大，通常在109cm以上，需要用掺杂的手段加以改善。目前cBN的掺杂主要以原位掺杂手段为主，其他方法较少。但是原位掺杂工艺通常用于实验室研究，常常发生杂质聚集、影响cBN的结晶和晶相不纯等问题。本文选用成熟的传统半导体掺杂工艺对cBN晶体进行掺杂研究。首先利用高温热扩散方法对cBN进行硅掺杂。使cBN处于无限填埋杂质源的情况下进行高温扩散，研究了扩散温度和扩散时间对掺杂特性的影响。Si杂质的引入使得电导率有微小的增加。Si原子半径较大(1.17)，接近cBN的B—N键的键长(1.57)，使得扩散进入晶体的Si杂质主要集中在cBN表层，没有对cBN晶体的体电阻率产生很大的影响。通过对不同温度下电导的测量，计算得到了Si的杂质电离能。Si的杂质电离能随着扩散温度升高和扩散时间的增加而降低。对掺杂后的cBN样品进行了XPS光谱测量，发现Si原子主要占据B原子的格点位置，与N原子结合成键，成为施主型替位式杂质。因为cBN的化学计量比不是1:1，B原子过量，也有可能存在极少量的B—Si键。为了获得P型cBN，利用离子注入技术对cBN晶体进行了Be掺杂。Be原子较小，对立方氮化硼来说是有效的p型掺杂剂。本文对离子注入过程进行了SRIM软件模拟。模拟计算显示投影射程的峰值在2646处，并表明注入会造成晶体大量缺陷产生，发生非晶化。退火工艺可以消除缺陷。经过光学显微镜观察发现离子注入对晶体颜色、形貌没有明显影响。XPS光谱测量证实注入没有使cBN晶体发生相变，但没有测量到Be峰。SEM观察表明样品表面光滑无缺陷。EDS光谱表明cBN表面存在着Be元素，但是由于EDS对轻元素的分辨率较低，无法获得Be杂质的准确含量。共面电流电压曲线表明离子注入使得表面的电导下降，这可能是由于晶体内固有的施主型杂质和缺陷与Be杂质发生了补偿作用。
【作者】李鑫璐；
【导师】陈占国；
【作者基本信息】吉林大学，微电子学与固体电子学，2014，硕士
【关键词】立方氮化硼；热扩散；离子注入；XPS光谱；

【参考文献】
[1]杨祥稳.基于证券结算率的融资融券风险分析与控制研究[D].南京农业大学,工商管理,2012,硕士.
[2]孙志坚.黑龙江省公安厅出入境管理体系运行效果的评价研究[D].哈尔滨工业大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[3]王沈栋.血清降钙素原在骨折手术部位感染中的诊断价值[D].苏州大学,骨外科学（专业学位）,2014,硕士.
[4]强根荣,孙莉,王海滨,裴文,杨振平.理论与实践贯通专题式有机化学实验教学改革[J].实验室研究与探索,2013,11:180-182+192.
[5]张日东,王树青.基于支持向量机的一类非线性系统预测控制[J].控制与决策,2007,10:1103-1107.
[6]罗光成.抗病毒治疗对慢性乙型肝炎患者淋巴细胞增殖功能和特异性T细胞免疫反应的影响[D].川北医学院,内科学,2013,硕士.
[7]陈烨.福建省城镇居民消费问题研究[D].福建农林大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[8]高钏.《西厢记》双音词研究[D].扬州大学,汉语言文字学,2011,硕士.
[9]洪杨欢.基于智能计算的变权重组合优化短期负荷预测研究[D].广东工业大学,电气工程,2013,硕士.
[10]李丽娟.铺装层对正交异性钢桥面板疲劳性能影响的研究[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[11]张彦娥.基于计算机视觉技术温室作物长势诊断机理与方法研究[D].中国农业大学,2005.
[12]孙兢兢.中国职工合唱发展与探索[D].中国音乐学院,音乐表演,2012,硕士.
[13]余咪咪.基于生态理念的华山风景名胜区土地利用规划研究[D].西安建筑科技大学,城市规划,2004,硕士.
[14]姜璐璐.特发性腕管综合征的MRI与临床表现、电生理检测的相关性研究[D].泰山医学院,神经病学,2012,硕士.
[15]雷红艳,邹汉斌.无最小支持度的关联规则挖掘方法[J].湖南文理学院学报(自然科学版),2005,02:65-67.
[16]马永胜.血浆脂联素水平、PWV与冠心病的相关性研究[D].郑州大学,心血管内科（专业学位）,2013,硕士.
[17]袁向荣.试论普通话轻声教学的原则与方法[D].湖南师范大学,教育,2003,硕士.
[18]张洪瑞.目的论指导下的文学翻译[D].西北大学,英语笔译（专业学位）,2014,硕士.
[19]刘思祎.面神经评价系统FNGS 2.0在听神经瘤术后病人面神经功能分级中的应用[D].中南大学,临床医学,2014,博士.
[20]潘红华,胡家升,张圣云,汪德虎.基于灰色系统模型的预测函数控制方法研究[J].控制与决策,2004,01:117-119.
[21]林莹.听写重构法对高中生二语口语产出性词汇的影响[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[22]朱像囡.李白“游”研究[D].广西师范大学,中国古代文学,2013,硕士.
[23]王吉林.基于CRM的竞争对手信息管理研究[D].西北工业大学,2003.
[24]王磊.略论机电产品结构调整[J].机电国际市场.1996(12)
[25]冯茉莉,张喜.基于Web的数据仓库数据集成问题的探讨[J].铁路计算机应用,2003,06:7-9.
[26]ZhangMeng.A Poststructural Reading of Stephen Dedalus’s Growth in Joyce’s A Portait of the Artist as a Young Man[D].西安外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[27]黄晟.MK集团ERP实施案例的研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[28]杨贵生.试论“依法治国”与“以德治国”相结合治国方略的意义[D].贵州师范大学,马克思主义哲学,2004,硕士.
[29]伊西娟.PCOS大鼠子宫内膜生存素、Ki67、环氧合酶-2的表达及二甲双胍对其影响的研究[D].山西医科大学,妇产科学,2013,硕士.
[30]严慎强,万锦平,国杨,楼敏.合并颅内微出血对急性缺血性卒中患者静脉溶栓治疗后临床结局的影响[J].浙江大学学报(医学版),2014,01:20-27.
[31]倪荣华.熔融沉积快速成型精度研究及其成型过程数值模拟[D].山东大学,材料加工工程,2013,硕士.
[32]迟丽娜.从切斯特曼翻译伦理看鲁迅小说的英译[D].天津大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[33]胡元森,吴坤,李翠香,贾新成.黄瓜连作对土壤微生物区系影响Ⅱ——基于DGGE方法对微生物种群的变化分析[J].中国农业科学,2007,10:2267-2273.
[34]于立业,薛向荣,张云贵,赵永丽,赵华,芦永明,张秀明.工业控制系统信息安全解决方案[J].冶金自动化,2013,01:5-11.
[35]邹一新.基于移动Agent的入侵检测系统[D].西北工业大学,2005.
[36]潘国峰.高速弓网耦合动力学特性及接触网垂向不平顺影响研究[D].浙江大学,工程力学,2012,硕士.
[37]齐勇.项目管理方法在松藻煤电公司辅助决策系统中的运用[D].重庆大学,2004.
[38]胡俊.基于现代测量平差的InSAR三维形变估计理论与方法[D].中南大学,测绘科学与技术,2013,博士.
[39]彭亚华.中国民族教育研究的回顾与前瞻[D].中央民族大学,教育学原理,2004,硕士.
[40]侯智原.东亚赛马赛事服务运营管理模式的研究[D].天津体育学院,运动训练（专业学位）,2014,硕士.
[41]张华良.管道漏磁检测数据压缩技术的研究[D].沈阳工业大学,检测技术与自动化装置,2003,硕士.
[42]王芳芳.大众传媒对中学语文教学的影响[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[43]董卓超.纺织厂房建筑型式的演进及发展趋向[J].天津大学学报.1990(03)
[44]曹静.地域文化在关中环线旅游景观设计中的应用研究[D].西安建筑科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[45]姜岩磊.机构投资者、代理成本与并购绩效[D].海南大学,金融学,2014,硕士.
[46]屈昌雷.“马克思主义中国化”提出的历史条件研究[D].山东财经大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[47]曹雪梅.基于平台理论的中国传统互联网应用开放平台研究[D].东北财经大学,产业经济学,2012,硕士.
[48]吕安强.输尿管镜钬激光碎石术联合中药治疗输尿管上段结石临床回顾[D].北京中医药大学,中西医结合外科（专业学位）,2013,硕士.
[49]李冰洁.西安欧亚学院校企合作项目流程管理体系设计[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[50]吴中远.基于本体的语义数据聚类的研究与实现[D].西安电子科技大学,计算机软件与理论,2013,硕士.