窒化ホウ素超薄膜コーティングされたシリコンの耐酸化性テスト

下山 巖; 宮内 英夫*; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 平尾 法恵*; 奥野 健二*

JAEA-Research 2006-039, 33 Pages, 2006/06

JAEA-Research-2006-039.pdf:2.98MB

窒化ホウ素(BN)は、優れた耐熱性,化学的安定性,負電子親和性などによりシリコンカソードのコーティング材料として注目を集めている材料の一つである。われわれは膜厚10nm以下の超薄膜BNコーティングによるシリコンの耐酸化性について調べるため、化学気相蒸着法を用い12原子層のBN超薄膜をシリコン上にコーティングした。BNコーティングしたシリコンとBNコーティングしないシリコンの高温ドライ酸化の比較実験を行い、X線光電子分光法により表面の化学状態変化を調べた。その結果、400C1000Cの温度領域でBNコーティングしたSiは明瞭な熱酸化が観測されず、BNコーティングによって耐酸化性が極めて向上することが明らかになった。さらにわれわれは大気中での耐酸化性を調べるためBNコーティングしたSiを室温で数日間大気曝露させ、XPSで表面状態分析を行った。その結果自然酸化膜と同程度のシリコン酸化膜が形成されたことが明らかにされた。この結果によりBN超薄膜は高温でのドライ酸化に対しては優れた耐酸化性を示すが、大気中では抗酸化膜として十分機能しないことがわかった。