PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Determination of the thickness of BN layers on the Al2O3 substrate by FT-IR spectroscopy

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wyznaczanie grubości warstw BN na podłożu Al2O3 za pomocą spektroskopii FT-IR
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Hexagonal boron nitride (h-BN) is an attractive material for applications in electronics. The technology of devices based on BN requires non-destructive and fast methods of controlling the parameters of the produced layers. Boron nitride layers of different thickness were grown on sapphire substrates (Al2O3) using the MOCVD method. The obtained films were characterized by FT-IR spectroscopy using IRR and ATR techniques and by the XRR and SEM methods. We showed that by analyzing the ATR or reflectance spectrum in the range of 600-2500 cm-1 we can measure the thickness of a BN layer on the Al2O3 substrate. Our measuring method allows measuring the layers with a thickness from ~2 nm to approx. 20 nm.
PL
Heksagonalny azotek boru (h-BN) jest atrakcyjnym materiałem do zastosowań w elektronice. Technologia wytwarzania urządzeń z zastosowaniem warstw h-BN wymaga nieniszczących i szybkich metod kontroli parametrów produkowanych warstw. Warstwy azotku boru o różnej grubości wyhodowano na podłożach szafirowych metodą MOCVD. Otrzymane warstwy scharakteryzowano za pomocą spektroskopii FT-IR z użyciem technik IRR i ATR oraz metodami XRR i SEM. Pokazaliśmy, że analizując widmo ATR lub odbicia w zakresie 600-2500 cm-1 można zmierzyć grubość warstwy BN na podłożu Al2O3. Nasza metoda pomiarowa pozwala na pomiar warstw o grubości od ~2 nm do ok. 20 nm.
Słowa kluczowe
Rocznik
Strony
15--20
Opis fizyczny
Bibliogr. 22 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Łukasiewicz Research Network - Institute of Electronic Materials Technology, 133 Wólczyńska Str., 01-919 Warsaw, Poland
  • Łukasiewicz Research Network - Institute of Electronic Materials Technology, 133 Wólczyńska Str., 01-919 Warsaw, Poland
  • Łukasiewicz Research Network - Institute of Electronic Materials Technology, 133 Wólczyńska Str., 01-919 Warsaw, Poland
  • Łukasiewicz Research Network - Institute of Electronic Materials Technology, 133 Wólczyńska Str., 01-919 Warsaw, Poland
  • Łukasiewicz Research Network - Institute of Electronic Materials Technology, 133 Wólczyńska Str., 01-919 Warsaw, Poland
Bibliografia
  • [1] Geim A.K., Grigorieva I.V.: Van der Waals heterostructures. Nature (2013), 499, 419.
  • [2] Jang S.K., Yuon J., Song Y.J., Lee S.: Synthesis and Characterization of Hexagonal Boron Nitride as a Gate Dielectric. Sci. Rep. (2016), 6, 30449.
  • [3] Kim K.K., Hsu A., Jia X., Kim S.M., Shi Y., Dresselhause M., Palacios T., Kong J.: Synthesis and characterization of hexagonal boron nitride film as a dielectric layer for graphene devices. ACS Nano (2012), 6(10), 8583.
  • [4] Gannett W., Regan W., Watanabe K., Taniguchi T., Crommie M.F., Zettl A.: Boron nitride substrates for high mobility chemical vapour deposited graphene. Appl. Phys. Lett. (2011), 98, 242105.
  • [5] Lee G.H., Yu Y.J., Lee C., Dean C., Shepard K. L., Kim P., Hone J.: Electron tunnelling through atomi-cally flat and ultrathin hexagonal boron nitride. Appl. Phys. Lett. (2011), 99, 243114.
  • [6] Paduano Q., Snure M., Weyburne D., Kiefer A., Siegel G., Hu J.: Metalorganic chemical vapour deposition of few-layer sp2 bonded boron nitride films. Journal of Crystal Growth (2016), 449, 148.
  • [7] Yang X., Nitta S., Nagamatsu K., Bae Si-Young, Lee Ho-Jun, Liu Y., Pristovsek M., Honda Y., Amano H.: Growth of hexagonal boron nitride on sapphire substrate by pulsed-mode metalorganic vapour phase epitaxy. Journal of Crystal Growth (2018), 482, 1.
  • [8] Snure M., Paduano Q., Kiefer A.: Effect of surface nitridation on the epitaxial growth of few-layer sp2BN. Journal of Crystal Growth (2016), 43, 616.
  • [9] Gorbachev R.V., Riaz I., Nair R.R., Jalil R., Britnell L., Belle B.D., Hill E.W., Novoselov K.S., Watanabe K., Taniguchi T., Geim A.K., Blake P.: Hunting for Monolayer Boron Nitrde: Optical and Raman Signatures. Small (2011), 7(4), 465.
  • [10] Li J., Kutty R.G., Liu Z.: Controlled Synthesis of Atomically Layered Hexagonal Boron Nitride via Chemical Vapor Deposition. Molecules (2016), 27, 1636.
  • [11] Zhang X.W., Boyen H.G., Yin H., Ziemann P., Banhart F. : Microstructure of the intermediate turbostratic boron nitride layer. Diamond & Related Materials (2005), 14, 1474.
  • [12] Yu K., Kim J., Lee C., Jang A.R., Shin H.S., Kim K.S., Yu Y.J., Choi E.J.: Infrared study of large scale h-BN film and graphene/h-BN heterostructure. Appl. Phys. Lett. (2016), 108, 241910.
  • [13] Caban P.A., Teklińska D., Michałowski P.P., Gaca J., Wójcik M., Grzonka J., Ciepielewski P., Możdżonek M., Baranowski J. M.: The role of hydrogen in carbon incorporation and surface roughness of MOCVD-grown thin boron nitride. J. Cryst. Growth (2018), 498, 71.
  • [14] Theiss W.: Program SCOUT, Hard- and Software.
  • [15] Dumelow T., Parker T.J., Smith S.R.P., Tilley D.R.: Far-infrared spectroscopy of phonons and plasmons in semiconductor superlattices. Surface Science Reports (1993), 17(3), 151.
  • [16] Gervais F., Piriou B.: Anharmonicity in several-polar-mode crystals: adjusting phonon self-energy of LO and TO modes in Al2O3 and TiO2 to fit infrared reflectivity. J. Phys. C: Solid State Phys. (1974), 7(13), 2374.
  • [17] Perkowitz S.: Infrared and Milimeter Waves: vol.8. K.J. Button (ed). Academic Press New York, 1983 p. 71.
  • [18] Schubert M., Tiwald T. E., Herzinger C. M.: Infrared dielectric anisotropy and phonon modes of sapphire. Physical Review B (2000), 61(12), 8187.
  • [19] Barker A.S., Jr: Infrared Lattice Vibrations and Dielectric Dispersion in Corundum. Physical Review (1963), 132 (4), 1474.
  • [20] Geick R., Perry C. H., Rupprecht G.: Normal Modes in Hexagonal Boron Nitride. Physical Review B (1966), 146(2), 534.
  • [21] Ohba N., Miwa K., Nagasako N., Fukumoto A.: First-principles study on structural, dielectric and dynamical properties for three BN polytypes. Physical Review B (2001), 63, 115207.
  • [22] Hoffman D.M., Doll G.L., Eklund P.C.: Optical properties of pyrolytic boron nitride in the energy range 0.05-10 eV. Physical Review B (1984), 30(10), 6051.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-4e0de3eb-ca69-442c-a2a6-fcc3f07c7dfd
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.