为c-BN一旦成核,即以单相生长。然而,后来的工作表明,t-BN能在c-BN颗 粒之间存在,这是否是c-BN薄膜中的普遍现象还不得而知。 h-BN层和近表面层:除了以上各层,在后来的大量报道中都指出在c-BN形 成之前都会先生成一层较薄的h-BN层,此后立方相才在此层上成核生长。另外 也有报道指出在c-BN层之上还有一层“近表面层”,对于该层,研究者用对薄膜 表面信息敏感的EELS、俄歇( Auger)、X射线光电能谱(XPS)等技术进行了分 析,认为近表面层是sp2键合的BN,厚度大约1到几个mm。但D.V. Shtansky等 人四用高分辨透射电镜( HRTEM)和XPS研究了用射频溅射法沉积在硅衬底上的 c-BN薄膜,发现表面不存在sp键合的BN,而是c-BN。文献也报道,采用TEM 分析发现薄膜的表面为纯的立方,并没有存在其他结构层。 尽管目前可以采用多种方法制备出高立方相的氮化硼薄膜,但对氮化硼薄膜 的生长机理仍不清楚,许多学者想通过一些模型对其进行解释,但都未能很好的 说明其生长机制。在提出的模型中具有代表性的有四种,分别是热峰模型、应力 模型、离子注λ模型和溅射模型,但它们也只能从某一方面说明立方氮化硼薄膜 生长的现象,而不能完全解释出全部的实验事实。 热峰模型:热峰模型首先由 weissmantel提出并由 Ronning进一步发展。热 峰模型认为几百电子伏特能量的离子进入薄膜表面,其能量会转化为热振动,从 而产生热峰。热峰的温度可以达到几千度并产生10GPa的高压,并且这个高温高 压可以持续约10秒。这个高温高压被认为可以导致六角氮化硼转化为立方氮化 硼。根据这一模型,他们很好的计算出了沉积薄膜所需的离子能量。并且他们预 言成核与成核后的生长所需的离子能量是一样的,但这却与最近的实验结果相违 背 应力模型:立方氮化硼薄膜生长离不开离子的轰击,而离子轰击会使薄膜产 生很大的应力。 Mckenzie等提出离子轰击产生的高应力使六角相氮化硼转化为 立方相氮化硼。根据 Davis的应力模型,他们提出c-BN形成的应力条件。应力 模型很好的解释了BN薄膜的层状生长,但却无法解释最近低应力立方相薄膜成功 制备的事实。 离子注入模型:离子注入模型最初是用来解释金刚石的形成的, Lifshitz 等圜说明了在近表面区域由于低能离子的注入从而形成了sp3杂化结构的碳为 c-BN 一旦成核，即以单相生长。然而，后来的工作表明，t-BN 能在 c-BN 颗 粒之间存在，这是否是 c-BN 薄膜中的普遍现象还不得而知。 h-BN 层和近表面层：除了以上各层，在后来的大量报道中都指出在 c-BN 形 成之前都会先生成一层较薄的 h-BN 层，此后立方相才在此层上成核生长。另外， 也有报道指出在 c-BN 层之上还有一层“近表面层”，对于该层，研究者用对薄膜 表面信息敏感的 EELS、俄歇（Auger）、X 射线光电能谱（XPS）等技术进行了分 析，认为近表面层是 sp 2键合的 BN，厚度大约 1 到几个 nm。但 D.V.Shtansky 等 人[29]用高分辨透射电镜（HRTEM）和 XPS 研究了用射频溅射法沉积在硅衬底上的 c-BN 薄膜，发现表面不存在 sp 2键合的 BN，而是 c-BN。文献[34]也报道，采用 TEM 分析发现薄膜的表面为纯的立方，并没有存在其他结构层。 尽管目前可以采用多种方法制备出高立方相的氮化硼薄膜，但对氮化硼薄膜 的生长机理仍不清楚，许多学者想通过一些模型对其进行解释，但都未能很好的 说明其生长机制。在提出的模型中具有代表性的有四种，分别是热峰模型、应力 模型、离子注入模型和溅射模型，但它们也只能从某一方面说明立方氮化硼薄膜 生长的现象，而不能完全解释出全部的实验事实。 热峰模型：热峰模型首先由weissmantel[35]提出并由Ronning进一步发展。热 峰模型认为几百电子伏特能量的离子进入薄膜表面，其能量会转化为热振动，从 而产生热峰。热峰的温度可以达到几千度并产生10GPa的高压，并且这个高温高 压可以持续约10-12秒。这个高温高压被认为可以导致六角氮化硼转化为立方氮化 硼。根据这一模型，他们很好的计算出了沉积薄膜所需的离子能量。并且他们预 言成核与成核后的生长所需的离子能量是一样的，但这却与最近的实验结果相违 背 [36]。 应力模型：立方氮化硼薄膜生长离不开离子的轰击，而离子轰击会使薄膜产 生很大的应力。McKenzie[28]等提出离子轰击产生的高应力使六角相氮化硼转化为 立方相氮化硼。根据Davis[37]的应力模型，他们提出c-BN形成的应力条件。应力 模型很好的解释了BN薄膜的层状生长，但却无法解释最近低应力立方相薄膜成功 制备的事实。 离子注入模型：离子注入模型最初是用来解释金刚石的形成的，Lifshitz 等 [38]说明了在近表面区域由于低能离子的注入从而形成了sp 3杂化结构的碳