上实现了大面积、髙质量外延c-BN单晶薄膜,从TEM照片可以证实在c-BN和金 刚石之间没有明显的a-BNt-BN中间层,横截面呈柱状生长。 通过采用PⅦD或CVD方法制备的c-BN薄膜基本上都是六角相和立方相的混 合相薄膜,为了得到含有立方相的氮化硼薄膜,此两种方法都要用一定能量的离 子(或中性粒子)轰击正在生长的薄膜表面,从而导致了薄膜中含有较大的应力。 与PVD相比,CVD合成的c-BN薄膜含有的杂质较多(主要来自含有B、N原 子的化合物气体),工作气体多是有毒的气体(如BH5),且所获得的立方相含量 不高。但是PVD制备的cBN薄膜的晶粒尺寸较小2。而CⅦD沉积的薄膜比较 均匀致密,并且容易形成材料的定向结晶生长,所以要获得高质量c-BN薄膜应 该优先考虑CⅦD方法。 1.2.2立方氮化硼的微结构及生长模型 oriented t-BN a-BN 绕 Si substrate non-oriented t-BN 图1.3BN微结构示意图 采用一般的制备方法沉积出的立方氮化硼薄膜,在衬底与立方氮化硼薄膜层 之间会存在由sp2键合的非晶层(a-BN)和乱层(t-BN),薄膜的微结构示意图 如图1.3所示四。使用结合离子束溅射的红外分析, Inagawa等人在1989年 指出sp2键合的BN层先于c-BN形成。也有人报道在c-BN形成之前先形成一层 h-BN,如 Mckenzie等人四使用电子能量损失谱(EELS)检测了用离子镀生长的 c-BN薄膜,指出在sp键合的c-BN生长之前,紧靠界面生长一层sp2键合的h-BN 层; Kester等人圆使用FTIR和 HRTEM,首次鉴别出微结构演化的三个明显的层上实现了大面积、高质量外延 c-BN 单晶薄膜，从 TEM 照片可以证实在 c-BN 和金 刚石之间没有明显的 a-BN/t-BN 中间层，横截面呈柱状生长。 通过采用 PVD 或 CVD 方法制备的 c-BN 薄膜基本上都是六角相和立方相的混 合相薄膜，为了得到含有立方相的氮化硼薄膜，此两种方法都要用一定能量的离 子（或中性粒子）轰击正在生长的薄膜表面，从而导致了薄膜中含有较大的应力。 与 PVD 相比，CVD 合成的 c-BN 薄膜含有的杂质较多（主要来自含有 B、N 原 子的化合物气体），工作气体多是有毒的气体（如 B2H6），且所获得的立方相含量 不高。但是 PVD 制备的 c-BN 薄膜的晶粒尺寸较小[23,24]。而 CVD 沉积的薄膜比较 均匀致密，并且容易形成材料的定向结晶生长，所以要获得高质量 c-BN 薄膜应 该优先考虑 CVD 方法。 1.2.2 立方氮化硼的微结构及生长模型 图 1.3 BN 微结构示意图 采用一般的制备方法沉积出的立方氮化硼薄膜，在衬底与立方氮化硼薄膜层 之间会存在由 sp 2 键合的非晶层（a-BN）和乱层（t-BN），薄膜的微结构示意图 如图 1.3 所示[25]。使用结合离子束溅射的红外分析，Inagawa 等人[26]在 1989 年 指出 sp 2键合的 BN 层先于 c-BN 形成。也有人报道在 c-BN 形成之前先形成一层 h-BN，如 McKenzie 等人[27]使用电子能量损失谱（EELS）检测了用离子镀生长的 c-BN 薄膜，指出在 sp 3键合的 c-BN 生长之前，紧靠界面生长一层 sp 2键合的 h-BN 层；Kester 等人[28]使用 FTIR 和 HRTEM，首次鉴别出微结构演化的三个明显的层：