Characterization of hexagonal boron carbonitride (h-BCN) films prepared by RF plasma enhanced CVD

高周波プラズマ誘起CVD法により作成した六方晶BCN薄膜の構造について

Mannan, M. A.*; 永野 正光*; 平尾 法恵*; 馬場 祐治  

Mannan, M. A.*; Nagano, Masamitsu*; Hirao, Norie*; Baba, Yuji

ホウ素,炭素,窒素を含む有機分子であるトリスジメチルアミノボランを原料とし、Si(100)表面に高周波誘起化学蒸着法(CVD)によりホウ素-炭素-窒素薄膜(BCN薄膜)を作成し、その構造と結合状態について検討した。フーリエ変換赤外分光法(FT-IR)による測定結果は、作成したBCN薄膜が六方晶の構造を持つことを示唆した。X線光電子分光測定(XPS)の結果、BCN薄膜中のホウ素原子は、炭素原子及び窒素原子の両方と結合していることがわかった。また放射光を用いたX線近吸収端微細構造(NEXAFS)の測定においても、ホウ素原子が炭素だけでなく窒素原子とも結合しているというXPSのデータを支持する結果が得られた。また、NEXAFSスペクトルの偏光依存性から、BCN薄膜がさまざまな配向をとることが明らかとなった。

Boron carbonitride thin films were synthesized on Si(100) substrate by radiofrequency and microwave plasma enhanced vapor deposition using tris-dimethylamino borane as a precursor. The formation of the hexagonal phase of BCN films was confirmed by Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy. The measurements of X-ray photoelectron spectra (XPS) showed that boron atoms bonded to C and N atoms. The results for near edge X-ray absorption fine structures (NEXAFS) using synchrotron radiation supports the XPS results where B atoms bonded not only to nitrogen but also to carbon atoms to form various local structures. The polarization dependence of NEXAFS suggested that the local structures of BCN have different orientations in the films.