氮化铜薄膜的研究

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1、氮化铜薄膜的研究／肖剑荣等·115·氮化铜薄膜的研究肖剑荣，蒋爱华(桂林理工大学理学院，桂林541O04)摘要氮化铜(Cu。N)薄膜是一种新型的电、光学材料，它具有典型的反三氧化铼结构，由于Cu原子没有很好地占据(111)晶格面的紧密位置，在薄膜中掺杂之后，薄膜的电、光学性质会发生显著变化。Cu3N在较低温度下会分解为Cu和N2。介绍了CuaN的制备方法，总结了该膜制备方法和工艺参数对薄膜结构的影响，分析了在不同N2分压下薄膜由(111)晶面转向(100)晶面择优生长和薄膜定向生长的原因，讨论了薄膜的电学、光学、热学等物理性质及其在相关方面的应用，并对该膜的物理性质

2、与结构之间的关系作了简要分析。关键词氮化铜薄膜光学带隙热稳定性磁控溅射中图分类号：TG146CurrentStatusofResearchonCopperNitrideFilmsXIAOJianrong。JIANGAihua(DepartmentofPhysicsandMaths，GuilinUniversityofTechnology，Guilin541004)Abstract；Newmaterialofcoppernitride(CtuN)filmswillbeUSedintheelectricalandopticalfield，becauseofitsanti

3、—ReOstypecrystalstructureandlowdecomposingtemperature．SincetheCuatomsdonotoccupytheclose-packingsitesof(111)plane，thefilmscanbefilledbyotheratomsintothebodycenter，whichleadstoremarkablechangeoftheelectricalandopticalproperties．ThefilmscandecomposeintoCuandN2atlowtemperature．Inthispa—pe

4、r，thepreparationmethodsofthefilmsareintroducedandthedepositionconditionsaresummarized；theinfluenceofpreparationmethodsanddepositionconditionstOthecompositionsandthestructureofchemica1bondsareexplained．Thereasonsoffilmsgrowthprefersthe(111)directionatthelOWnitrogenpressureandthe(100)dir

5、ectionathighnitrogenpressureareanalyzed．Theelectrical，optical，calorificpropertiesandapplicationsofthefilmsarealsoStU-died，andtheassociationbetweenthephysicalpropertiesandstructureisdiscussed．Keywordscoppernitridefilms，opticalbandgap，thermalstability，magnetronsputtering氮化铜(Cu。N)薄膜作为一种应用

6、于高速集成电路和光有诱人的开发及应用前景。存储器件的候选材料，已成为新型电、光学材料的一个研究1Cu3N薄膜的制备热点L1]。在Cu。N晶体中，由于Cu原子并未很好地占据晶格(111)面的紧密位置，因此在其晶体结构中留下了许多空由于Cu与N都是反应活性小的物质，长期以来，人们隙，如果其它原子(如过渡金属Cu、Pb等)进入该空隙位，其认为Cu。N只能用复分解反应制得。1939年Juza等彻采用电学和光学性质就会发生显著的变化[2“]。近年来，对于高温高压生长技术，使CuG与氨气反应，制得黑绿色多晶态Cu。N结构与性能的研究受到人们的广泛关注，且得到了很的Cu。N晶粒。

7、随后Zachwieja等_】胡在室温下利用Cu-多有价值的研究结果。如利用Ar离子l_1z_和激光电子束L1胡(NH。)(NO。)。与液氨混合并加入铜，制得了约lmm长的在Cu。N薄膜上刻蚀出铜点的报道，利用Cu。N这一特性，其Cu。N单晶纳米线。随着Cu。N结构和性能越来越受到重视，可望被应用为光数据存储材料[】。Brosa等口3]利用外延法以及研究工作的深入，很多研究者利用磁控溅射方法，以Cu制备的Cu。N／7'-Fe~N双层膜平整光滑，证实该膜可用作集为靶材和N。作反应气体成功地制备了Cu。N薄膜，成为了制成电路的隧道层材料。Maruyana等[15j发现