Æ X Ø | º º ” Ö «Y c l; c 8 ý” X ¢ BNU c lT c l8 ý ¶  ¥V R Ë õ m Í “ Ö «“ Ó Þ

T

Æ X Ø | º º ” Ö «Y c l; c 8 ý” X ¢ BNU c lT c l8 ý ¶  ¥V R Ë õ m Í “ Ö «“ Ó Þ

ö

¶ B< Š ~ x ·  ™ ») o  4 w H ^∗

Ö 

¦ í ß –@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , Ö  ¦ í ß – 680-749 (2006¸   6 Z 4 1{ 9  ~ à Î6 £ §)

s

“ : rc ”  ˜ Л ¸ 7 £ x ‚ à ÌZ O \  _ K  BN ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ + Ë$ í † < Ê\  e ” # Q ½ + Ë$ í / B N& ñ _  Å Òכ ¹ “   “   s “ : r \  -t ü < s 

“ :

r e  ¦! 3 Û ¼\  ¦    or v  9 AC-PDP6   x ˜ Р ñ} Œ •F « і Ð" f_  & h 6   x$ í `  ¦ F  g † < Æ& h  È Òõ • ¸, e  ¦  Ý ¼ – Ð Â Ò' _ 

5 Å q Ø  æ[  t s “ : r \  _ ô  Ç d ” y Œ • $ † ½ Ó$ í , s  „    ~ ½ ÓØ  ¦ : £ ¤$ í 8 £ ¤€  \ " f  Ž ž Ð % i  . ½ + Ë$ í / B N& ñ “   _    



o\    É r BN (| 9  oÔ  æ ™ è: boron nitride) ~ à Ì} Œ •_  ½ + Ë$ í  1 l x`  ¦ ¶ ú ˜( R‘ : r   õ  - 100 V_  l ó ø Í  s # QÛ ¼ 6

£ §„  0 A “   › ¸| \ " f  H sp

bonded BN ~ à Ì} Œ •“   hBNs  ½ + Ë$ í ÷ &% 3 “ ¦ - 200 V\ " f  H hBN _    & ñ † < Æ& h 



=/ B G Ü ¼– Ð “  K  BN 1 l x ™ è^ ‰ ½ + Ë$ í ÷ &% 3 Ü ¼ 9 - 300 V\ " f  H sp

½ ¨› ¸\  ¦ ”   BN“   eBN ½ + Ë$ í s  › ' a ¹ 1 Ï÷ &

%

3 Ü ¼ 9 - 350 V\ " f  H sp

BN s 
 
  H 7 £ x ‚ à ̛ ¸| \ " f  r  sp

BN s 
 
>  ÷ &  H  © œ„  s  ‰ & ³ © œ s

 › ' a ¹ 1 Ï÷ &% 3  . ¢ ¸ô  Ç BN ~ à Ì} Œ • r ¼ # `  ¦ AC-PDP ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð_  & h 6   x 0 p x$ í `  ¦  Ž ž Ðô  Ç   õ \ " f  H 95

% s  © œ_  È Òõ • ¸\  ¦ ˜ Ð# Œ MgO ~ à Ì} Œ • @ /q  1 l x1 p x s  © œ_  F  g † < Æ& h  È Òõ  : £ ¤$ í `  ¦
 ? /% 3 Ü ¼ 9 γ-FIB\  ¦ s  6

x ô  Ç 2  „    ~ ½ ÓØ  ¦ > à º 8 £ ¤& ñ \ " f  H MgO @ /q  þ j@ / 1.64C  Z  }“ É r 2  „    ~ ½ ÓØ  ¦ > à º\  ¦ ˜ Ð% i  .  



" f s “ : rc ”  ˜ Л ¸ 7 £ x ‚ à ÌZ O \  _ K  ½ + Ë$ í  ) a BN ~ à Ì} Œ •“ É r AC-PDP ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð & h 6   x ÷ &  H l ‘ : r כ ¹| “   F  g

†

< Æ& h  È Ò" î $ í õ  2  „    ~ ½ ÓØ  ¦ : £ ¤$ í “ É r l ” > r \  AC-PDP ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð & h 6   x ÷ &“ ¦ e ”   H MgO ~ à Ì} Œ •\  q K  Ä

ºÃ º # Œ BN ~ à Ì} Œ •s  MgO ~ à Ì} Œ •`  ¦ @ /^ ‰½ + É Ã º e ”   H 0 p x$ í `  ¦ S X ‰ “   % i  .

PACS numbers: 65, 65.90.+i

Keywords: | 9  oÔ  æ ™ è, s  „    ~ ½ ÓØ  ¦ > à º, È Òõ • ¸, “ §À Ó+ þ A ¨ î ó ø Í ³ ðr ™ è , ˜ Р ñ} Œ •

I. " e  ] Ø

@

/+ þ A o  ) a TV  > hµ 1 Ï·r ó ø Í H † d Ü ¼– Ð+ ‹ PDP (plasma dis- play panel) _  à ºכ ¹  H ß ¼>  7 £ x  % i  . PDP  H ~ ½ ӄ  + þ AI 

\

    “ §À Ó+ þ Aõ  f ” À Ó+ þ AÜ ¼– Ð
Ð ü t à º e ”  . f ” À Ó+ þ A“ É r „   F

G \  ~ ½ ӄ   „  À Ó â ìØ Ôl  M :ë  H \  „  F G s  sputter ÷ &# Q à º

"

î s   ú ª . s \  q K  “ §À Ó+ þ A“ É r „  F G s  Ä »„  ^ ‰– Ð W = ) € e ” 

#

Q „  À Ó f ” ] X  â ìØ Ôt  · ú §  „  F G s  sputter÷ &t  · ú §“ ¦ à º

"

î s  U  ´# Q f ” À Ó+ þ A˜ Ð  “ §À Ó+ þ A PDP  © œ6   x  o÷ &“ ¦ e ”   [1]. “ §À Ó+ þ A PDP ! s q ½ ¨› ¸\  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ   Ä »„  ^ ‰_  ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼

–

Ð MgO ~ à Ì} Œ •s   6   x ÷ &“ ¦ e ”  . ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð כ ¹½ ¨÷ &  H : £ ¤

$ í

“ É r Z  }“ É r È Òõ Ö  ¦ õ  s “ : r _  Ø  æ[  t \  | v 9  à º e ”   H ? /d ” y Œ •

$ í

Õ ªo “ ¦ ~ ½ ӄ  „  · ú š`  ¦ ± ú Ø  ¦ à º e ”   H Z  }“ É r s  „    ~ ½ ÓØ  ¦

>

à ºq s   [2]. MgO ~ à Ì} Œ •“ É r Z  }“ É r x 9 • ¸ (3.58 kg/cm

) ü <

V ,

“ É r  ½ ™× ¼Ì “ s (∼ 4 eV)`  ¦ t “ ¦ e ” # Q ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð V , o  æ

¼s “ ¦ e ”  . Õ ª Q
 ³ ð€  _  f  ¨ ‚ à Ìs  J V ,  ½ ¨1 l x r  ~ ½ ӄ  ´ ò Ö

 ¦`  ¦ $  r v   H ë  H ] j& h s  ” > r F ô  Ç . s  Qô  Ç ë  H ] j& h  K 

 

 x 9  MgO\  ¦ @ /^ ‰½ + É Ã º e ”   H Ó ü t| 9 \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  Ö ¸ µ 1 Ï

∗

E-mail: [email protected]

y

 ”  ' Ÿ ÷ &“ ¦ e ”   [2]. BN ~ à Ì} Œ •“ É r   ½ + ˽ ¨› ¸ ×  æ cubic BN õ

 ° ú  s  Ó ü t o · o† < Æ& h  : £ ¤$ í s  Ä ºÃ º “ ¦ V , “ É r  ½ ™× ¼Ì “ s (∼ 6 eV)`  ¦ t “ ¦ e ” # Q AC PDP6   x MgO ˜ Р ñ} Œ • @ /^ ‰Ó ü t| 9 – Ð

&

h

6   x s  0 p x  “ ¦ ó ø Íé ß –  ) a  . s  Qô  Ç BN ~ à Ì} Œ •_  ½ + Ë$ í Z O  Ü

¼– Ѝ  H ion plating [3], sputter [4], laser ablation [5]1 p x



o† < Æl  © œ7 £ x ‚ Ã Ì (CVD: chemical vapor deposition) ~ ½ ÓZ O õ  Ó

ü

t o l  © œ7 £ x ‚ Ã Ì (PVD: physical vapor deposition) ~ ½ ÓZ O  1 p x s

 · ú ˜ 94 R e ”  . 1990¸  @ / Ê êì ø Í t  ˜ Г ¦ ÷ &% 3 ~   ½ + Ë$ í " é ¶ o

\  › ' a ô  Ç ƒ  ½ ¨   õ [ þ t`  ¦ כ ¹€  •K  ˜ Ѐ   l ó ø Í\  Ø  æ[  t   H s

“ : r _  \  -t ü < Ø  æ[  t Ä »| ¾ Ós  Å Ò  ) a “   s   [6,7].

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H Ó ü t o l  © œ 7 £ x ‚ à Ì~ ½ ÓZ O  ×  æ s “ : rc ”  ˜ Л ¸ 7 £ x

‚ Ã

ÌZ O  (IBAD: ion beam assisted deposition)`  ¦  6   x # Œ BN ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ + Ë$ í % i Ü ¼ 9 ½ + Ë$ í Å Òכ ¹“   “   s “ : r \  -t  ü

< Ø  æ[  t Ä »| ¾ Ó`  ¦ › ¸] X  l  0 AK  l ó ø Í\  “  ÷ &  H 6 £ §„  0 A _

 ß ¼l ü < s “ : rc ” \  “  ÷ &  H „  À Ó° ú כ`  ¦    or v €  " f hexagonal sp

½ ¨› ¸“   hBN ~ à Ì} Œ •õ  sp

½ ¨› ¸\ " f sp

½ ¨

›

¸– Ð …  ;s ÷ &  H õ & ñ “   eBN ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ + Ë$ í % i “ ¦ AC PDP

˜

Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð" f_  & h 6   x 0 p x # ŒÂ Ò\  ¦ S X ‰ “   % i  .

-226-

II. ÷ m Ç ] M ö

1. S   Å Ç U ØR 

‘

: r z  ´+ « >\ " f l ó ø ÍÜ ¼– Ѝ  H F  g † < Æ& h  : £ ¤$ í “   È Òõ • ¸ 8 £ ¤& ñ

`

 ¦ 0 AK  ß ¼l  125 mm × 75 mm“   $ 3 % ò Ä »o  (99.9 %)\  ¦



6   x % i “ ¦ FT-IR`  ¦ : Ÿ x K   © œ  1 l x    oü < s  „    ~ ½ Ó Ø

 ¦ > à ºq \  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 AK " f  H z  ´o – B H J ?s ( \  ¦  6   x 

%

i  . ×  æ$ í [ j] j [ j' ‘ 6   xÓ  o`  ¦  6   x # Œ Ä »l Ó ü t`  ¦ ] j ô  Ç Ê

ê  [ j— : r, · ú ˜ ï`  ¦ í  H Ü ¼– Ð œ í6 £ §   [ j' ‘ l \  ¦  6   x # Œ l  ó ø

Í`  ¦ [ j' ‘  % i  . Õ ªo “ ¦ 2  7 £ x À Óà ºü < | 9 ™ èÛ ¼\  ¦ s 6   x

# Œ ï ß –À ÓÓ ü t| 9 `  ¦ ] j  % i  .

2. BN ¶  ¥V R Ë Œ Ÿ «X N Ë

Rotary pump\  ¦ s 6   x # Œ œ íl ”  / B N • ¸ 3 × 10

Torr



t  ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ C l ô  Ç Ê ê “ ¦”  / B N * 3 á ԓ   cryo pump\  ¦ s  6

x # Œ 2 × 10

Torr  t  C l  % i  . r ¼ # _  plasma cleanning  Œ •\ O \ " f  H r.f. plasma\  ¦ + þ A$ í # Œ Ar

s 

“

: r [ j& ñ `  ¦ z  ´r  % i  . Boron 7 £ x µ 1 Ï`  ¦ 0 AK " f  H electron beam 10 kW (250 mA)\  ¦  6   x # Œ ß ¼l  3 mm“   boron (99.98 %)`  ¦ & h 6   x % i  . 1 l x r \  s “ : rc ”  Û ¼/ B N /

å

L  “  `  ¦ : Ÿ x K  Arõ  N

_  Å Ò{ 9 | ¾ Ó Ar/(Ar + N

)`  ¦ 15

% – Ð Ä »t  % i  . Ion-beam (end hall type) anode\  120 V ü < 4 ∼ 8 A, € 9  F ' pà Ô\  23 ∼ 26 Vü < 28 ∼ 30 A_  „  

· ú

šõ  „  À Ó\  ¦ “   # Œ BN ~ à Ì} Œ • ½ + Ë$ í r  € 9 כ ¹ô  Ç ion en- ergy ü < ion flux\  ¦ / B N/ å L % i  . r.f.(W)„  § 4 “ É r 60 ∼ 200 W – Ð [ O & ñ % i Ü ¼ 9 r.f.„  § 4 \    É r l ó ø Í_  6 £ §„  0 A ß ¼l  (-100 V ∼ -400 V) \     plasma\ " f µ 1 ÏÒ q t ) a s “ : r[ þ t s  l

ó ø Í_  ³ ð€  \   Òv 9 ) € ~ à Ì} Œ • ½ + Ë$ í \  € 9 כ ¹ô  Ç \  -t \  ¦ / B N /

å

L >   ) a  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –õ  7 £ x ‚ à Ìq Ö  ¦“ É r BN ~ à Ì} Œ •_  6 £ x§ 4 `  ¦ þ

j™ è o½ + É Ã º e ” >  % i “ ¦ ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa   H 150 ∼ 200 nm s 

÷

&>  % i  . Fig. 1“ É r BN ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ + Ë$ í l  0 Aô  Ç z  ´+ « >



© œu s  .

3. BN Ä Z ØV Ä õ m Í | º„ ÆT c l — ¤V R Ëç g Ë

FT-IR spectroscopy\  ¦  6   x # Œ 400 ∼ 2000 cm

  Ã

º_  # 3 0 A\ " f & h ü @‚   ì  rF  g ì  r$ 3 `  ¦ % i  . s \  ¦ : Ÿ x K    

½

+ ˽ ¨› ¸\  ¦  € Œ • % i Ü ¼ 9 ˜ Р ñ} Œ • : £ ¤$ í ¨ î \  ¦ 0 AK  È Òõ • ¸ 8

£ ¤& ñ l “   ì  rF  gF  g • ¸> \  ¦ s 6   x # Œ 200 ∼ 800 nm   © œ# 3  0

A\ " f   © œ\    É r È Òõ Ö  ¦    o\  ¦ ½ ¨ % i  . 8 £ ¤& ñ \  _  K

 % 3 # Q”   È Òõ Ö  ¦ – РÒ'   ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦ > í ß – % i Ü ¼ 9 s  „  

Fig. 1. Schematic diagram of an Ion Beam Assisted De- position.



 ~ ½ ÓØ  ¦ > à ºq \  ¦ % 3 l  0 AK  γ-FIB\  ¦ s 6   x # Œ ~ à Ì} Œ • Ø  æ [

 t s “ : r 5 Å q„  · ú š 80 ∼ 200 V\    É r „   ~ ½ ÓØ  ¦ > à ºq \  ¦ 8

£ ¤& ñ % i  [8]. ¢ ¸ô  Ç d ” y Œ •Ò  ¦ 8 £ ¤& ñ `  ¦ 0 AK  r.f. plasma\  ¦ + þ

A$ í r &   Ø ÔŒ 4 H s “ : r`  ¦ ~ à Ì} Œ •\  Ø  æ[  t r &  d ” y Œ •  ) a ¿ ºa 

\

 ¦ ½ ¨ % i  .

III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í ‚ º8 ý

‘

: r z  ´+ « >\ " f  H BN ½ + Ë$ í r  “  ÷ &  H s “ : r Ø  æ[  t \  -t  ü

< s “ : r | ¾ Ó\    " f ~ à Ì} Œ •_   © œ  1 l x    o\  ¦ FT-IR\  ¦ s  6

x # Œ ì  r$ 3  % i  . { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð BN ~ à Ì} Œ •“ É r, sp

  ½ + ˽ ¨

›

¸\  ¦ ”   $ x 9 • ¸ hexagonal (hBN)õ  turbostratic (tBN)

~ Ã

Ì} Œ • Õ ªo “ ¦ sp

  ½ + ˽ ¨› ¸\  ¦ ”   “ ¦x 9 • ¸ cubic (cBN), w¨ urtzitic (wBN) ~ à Ì} Œ •[ þ t“   1 l x| 9 s $ í | 9 ^ ‰– Ð
* $4 R e ” Ü ¼

 A. Olszyna et. al.[9]\  _  €   $ x 9 • ¸ü < “ ¦x 9 • ¸ ×  æ ç ß – é

ß –> “   explosive (eBN) ” > r F † < Ês  ˜ Г ¦÷ &“ ¦ e ”  . eBN



 H 1250 cm

, 1470 cm

, 1600 cm

_  f  ¨ Ã º x ß ¼\  ¦
 

? /“ ¦ sp

½ ¨› ¸ü < sp

½ ¨› ¸  H 1 : 1 _   o† < Æ& h    ½ + Ë`  ¦ 

“

¦ e ”  “ ¦ ˜ Г ¦ ÷ &# Qe ”   [10].

Fig. 2(a) \ " f l ó ø Í\  6 £ §„  0 A ß ¼l \    É r f  ¨ à ºx ß ¼

\

 ¦ ˜ Ð# Œï  r  . -100 V “  r  1380 cm

f  ¨ à ºx ß ¼“   (B- N-B stretching mode) hexagonal BN õ  ° ú  “ É r sp

-bonded BN   ½ + ˽ ¨› ¸ ½ + Ë$ í ÷ &% 3 Ü ¼ 9 -200 V “  r  1270 cm

, 1580 cm

, 920 cm

f  ¨ à ºx ß ¼“   “ ¦x 9 • ¸ü < $ x 9 • ¸  s  _

 …  ;s õ & ñ “   eBN ~ à Ì} Œ •s  ½ + Ë$ í ÷ &% 3  . -300 V “  r  1070 cm

f  ¨ à ºx ß ¼“   cBNõ  1374 cm

f  ¨ à ºx ß ¼“   hBN   ½ + ˽ ¨› ¸ ™ D ¥ ½ + ˝ ) a BN ~ à Ì} Œ •s  ½ + Ë$ í ÷ &% 3 Ü ¼ 9 -350 V \ " f  H eBN õ  hBN s _  …  ;s   ) a + þ AI _  1300 cm

f

 ¨ à ºx ß ¼\  ¦ ”   ~ à Ì} Œ •s  ½ + Ë$ í ÷ &% 3  .   " f s “ : r \  -

Fig. 2. (a) IR spectra BN films prepared with different substrate bias voltages. (b) IR spectra BN films prepared with different ion beam anode currents.

t

 7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤ 1380 cm

f  ¨ à ºx ß ¼“   hBN\ " f 1270 cm

f  ¨ à ºx ß ¼“   eBN– Ð …  ;s ÷ &  H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

Fig. 2(b) \ " f l ó ø Í\  Ø  æ[  t   H s “ : r | ¾ Ó`  ¦ 7 £ x r v l  0

AK  s “ : rc ” `  ¦ / B N/ å L # Œ BN ~ à Ì} Œ •_   © œ   o\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï % i 



. s “ : r c ”  anode\    o   H „  À Ó 4 A{ 9  M : f  ¨ à ºx ß ¼

 1060 cm

, 1380 cm

s  ™ D ¥ ½ + ˝ ) a ~ à Ì} Œ •s  + þ A$ í ÷ &% 3 Ü ¼ 9 6 A\ " f  H 1331 cm

_  x ß ¼ › ' a ¹ 1 Ï÷ &% 3   H X < s  כ

“ É

r ™ D ¥ ½ + ˝ ) a BN \ " f eBNÜ ¼– Ð „  s ÷ &  H õ & ñ Ü ¼– Ð ó ø Íé ß –÷ &

9 759 cm

s  ° ú  s 
 è ß –  כ “ É r „  s  œ íl é ß –> – Ð s “ : r

\

 -t   Ò7 á ¤ l  M :ë  H“    כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ • ½ + É Ã º e ” % 3  . s 

“

: r | ¾ Ó`  ¦  8 7 £ x r &  s “ : rc ”  € ª œF G \  “    ) a „  À Ó 8 A“  

 â

Ä º eBN   ½ + ˽ ¨› ¸\  ¦ ”   1290 cm

s 
 
  H  כ “ É r

$

x 9 • ¸\ " f “ ¦x 9 • ¸– Ð  © œs     o† < Ê\  e ” # Q €  & h { © œ Ø  æ[  t

  H s “ : r | ¾ Ó\      o† < ƛ ¸$ í q     l  M :ë  H“    כ s 



 Ò q ty Œ •  ) a  . s   H $ x 9 • ¸ ½ ¨› ¸\ " f “ ¦x 9 • ¸ ½ ¨› ¸– Ð   ¨ 8 Š

  H ×  æ ç ß –õ & ñ e ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . BN ~ à Ì} Œ •s  $ í  © œ   H 1

l

x î ß –\  plasma_  \  -t  f  ¨ à º– Ð “  K  hBNs  # Œl ÷ &“ ¦ eBN Ü ¼– Ð ½ + Ë$ í ÷ &% 3  . s  Qô  Ç   õ \  ¦ : Ÿ x K  Z  }“ É r plasma x 9

• ¸ü < Z  }“ É r „    î  r1 l x | ¾ Ó\    É r  © œ   o { 9 # Qz Œ ™`  ¦ S X ‰

“

  ½ + É Ã º e ” % 3  .

Fig. 3. Ultra violet-visible spectrum of BN and MgO thin films.

Fig. 3 \ " f ˜ Р ñ} Œ •_  : £ ¤$ í `  ¦ ¨ î  l  0 AK  BN ~ Ã Ì }

Œ

•[ þ t õ  MgO ~ à Ì} Œ •_  È Òõ Ö  ¦`  ¦ q “ § % i  . r  F  g‚   % ò

%

i (400 nm ∼ 700 nm)\ " f_  MgO ~ à Ì} Œ •“ É r 95 ∼ 98 % s 

“

¦ hBN  H 95 ∼ 99 %, eBN  H 95 % _  È Òõ Ö  ¦`  ¦
 ? /

%

3  . { 9 Â Ò % ò % i `  ¦ ] jü @ “ ¦ hBN ~ à Ì} Œ •s  MgO ~ à Ì} Œ •˜ Ð  Z

 }“ É r È Òõ Ö  ¦`  ¦ ˜ Ðs   H  כ “ É r,  { Œ • © œI \  e ”   H " é ¶  
 ì  r



_  7 á x À Ó\     : £ ¤& ñ   © œ_   ü @‚  s 
 r  F  g‚  `  ¦ f

 ¨ à º # Œ „   …  ;s  ‰ & ³ © œs 
 
  H X < € 9 כ ¹ô  Ç \  -t 



Ø Ôl  M :ë  H s  . 7 £ ¤ hBN ~ à Ì} Œ •_  „   …  ;s \  € 9 כ ¹ô  Ç \ 

-t  Z  }    H  כ s  . eBNõ  sp

-bonded BN“   hBN_  È

Òõ Ö  ¦“ É r  ™ è s  e ” Ü ¼
 95 %s  © œ_  Z  }“ É r È Òõ Ö  ¦

`

 ¦
 Í Ç rÜ ¼– Ð+ ‹ AC PDP ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð" f_  Ä ºÃ ºô  Ç ‚  " î

•

¸ü < È Ò" î $ í `  ¦ t “ ¦ e ”  “ ¦ Ò q ty Œ •  ) a  .

z 

´“ : r \ " f UV% ò % i \ " f_  È Òõ Ö  ¦ (T)`  ¦ 8 £ ¤& ñ “ ¦ d ”

(1)õ  (2)\  ¦  6   x # Œ È Òõ Ö  ¦ õ  ì ø Í Ö  ¦ (R) _  † < Êà º › ' a

>

– РÒ'  ~ à Ì} Œ •_  f  ¨F  g > à º(α)\  ¦ % 3 >  ÷ &€   ~ à Ì} Œ •_  F  g † < Æ

&

h   ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦ ½ ¨½ + É Ã º e ”  .

T = (1 − R) exp(−αd), R = (n − 1)/(n + 1) (1)

α = (1/d)ln[(1 − R)/T )] (2)

#

Œl " f d  H ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa s “ ¦ n“ É r Ï ã J] X Ò  ¦ s  . Fig. 4  H

Fig. 4. Plot of (α·hν)

vs photon energy for thin films.

(a) Expolsive BN. (b) MgO.

~ Ã

Ì} Œ •_  f  ¨F  g > à º\  ¦ ½ ¨ô  Ç Ê ê α·(hν)2 vs hν_  Õ ªA á Ô\  ¦ : Ÿ x K

 { 9  † < Êà º– Ð
 è ß – l Ö  ¦ l – Ð F  g † < Æ& h   ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦ ½ ¨ô  Ç

 כ

s   [9]. È Òõ Ö  ¦`  ¦ s 6   x # Œ 8 £ ¤& ñ  ) a MgO ~ à Ì} Œ •_   ½ ™

×

¼Ì “ s“ É r 4.2 eV – Ð > í ß –÷ &% 3 “ ¦ eBN“ É r  ½ ™× ¼Ì “ ss  5.6 eVs 

%

3  . BN ~ à Ì} Œ •“ É r b-d7 á ¤  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰– Ð" f V , “ É r  ½ ™× ¼ Ì

“

s`  ¦ f ” Ü ¼– Ð “  K  p-typeõ  n-type_  • ¸i ç s  0 p x  9

“

¦“ : r “ ¦· ú š\ " f• ¸ é ß –  & ñ Ü ¼– Ð $ í  © œs  0 p x  . ¢ ¸ô  Ç „   l

& h  $ † ½ Ós  Z  }   \ P „  • ¸• ¸ Ä ºÃ º   [11]. s \  ¦ : Ÿ x K  eBN ~ à Ì} Œ •s  MgO ~ à Ì} Œ •˜ Ð  V , “ É r  ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦ f ” Ü ¼– Ð+ ‹ MgO ~ à Ì} Œ •˜ Ð  Z  }“ É r „  l & h  $ † ½ Ó`  ¦ t  9 \ P „  • ¸• ¸

Ä

ºÃ º† < Ê`  ¦ S X ‰ “   % i  .

AC PDP _  ~ ½ ӄ  „  · ú š`  ¦ ± ú Æ Òl  0 AK " f  H ˜ Р ñ} Œ •“   MgO _  s  „    ~ ½ ÓØ  ¦ > à ºq \  ¦ Z  } s   H  כ s  ×  æ כ ¹ 



[2]. Fig. 5\ " f MgO ~ à Ì} Œ •õ  BN ~ à Ì} Œ •_  s  „    ~ ½ ÓØ  ¦

>

à ºq \  ¦ q “ § % i  . È Òõ Ö  ¦`  ¦ s 6   x # Œ > í ß –  ) a  ½ ™× ¼Ì “ s _

 ß ¼l   Œ •“ É r MgO _   â Ä º 0.08 ∼ 0.11_  ° ú כ`  ¦ % 3 % 3 Ü ¼ 9 V , “ É r  ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦ ”   eBN ~ à Ì} Œ •_   â Ä º 0.11 ∼ 0.18_ 

° ú

כ`  ¦ S X ‰ “   % i  . „   • 2 ; o• ¸  H ~ à Ì} Œ •½ + Ë$ í ë  H) 3 ° ú כõ  F  g

„

  ü <  ½ ™× ¼Ì “ s\  _ K  Æ Ò& ñ ½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9 „   • 2 ; o• ¸

Z

 }`  ¦ à º2 Ÿ ¤ „   ~ ½ ÓØ  ¦ s  6   x s    [13].   " f hBN_   â

Fig. 5. Secondary electron emission prepared with acce- late voltage.

Fig. 6. Erosion depth prepared with different substrate bias voltage.

Ä

º 1.2 eV_  „   • 2 ; o• ¸\  ¦ t “ ¦ e ” “ ¦ ò ø ͙ è$ í ì  r _  † < ÊÄ »

|

¾ Ó\    É r BN ~ à Ì} Œ •_  „   • 2 ; o• ¸  H 0.7 eV s  – Ð
 

?

/% 3   [13].   " f MgO ~ à Ì} Œ •õ  q “ § # Œ eBN ~ à Ì} Œ •s  1.64 C _  Z  }“ É r s  „    ~ ½ ÓØ  ¦ > à ºq \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Ò% 3  . s \  ¦ :

Ÿ

x K  ` …Ø Ôp  ï  r 0 A\  ” > r F    H „   \  ¦ ”  / B Nï  r 0 A– Ð `  … l 



 H X < € 9 כ ¹ô  Ç \  -t  ± ú  f ” Ü ¼– Ð+ ‹ 6 £ § _  „   • 2 ; o• ¸

Z

 }“ É r eBN ~ à Ì} Œ •s  „   ~ ½ ÓØ  ¦ \  6   x s † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

Fig. 6“ É r BN ~ à Ì} Œ •s  AC PDP ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð" f e  ¦  Ý ¼ 

~ ½

ӄ  r  s “ : rØ  æ[  t \  | v 9  à º e ”   H & ñ • ¸\  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç z  ´+ « >s 



. Õ þ ›! Q\  r.f. plasma\  ¦ + þ A$ í # Œ l ó ø Í\  “  ÷ &  H 6 £ §

„

 0 A_  ß ¼l \  ¦ ² ú ˜o  # Œ d ” y Œ •  ) a U  ·s \  ¦ › ¸ ô  Ç  כ s  .

MgO ~ à Ì} Œ •“ É r 1.2 nm/min _  d ” y Œ •Ò  ¦`  ¦
 ? /% 3 “ ¦, hBN _

  â Ä º 2.7 nm/mins “ ¦, eBN_   â Ä º 2 nm/min_  d ” 

y

Œ

•Ò  ¦`  ¦
 ? /% 3  . MgO ~ à Ì} Œ •_  d ” y Œ •Ò  ¦ s  BN ~ à Ì} Œ •˜ Ð



 Ä ºÃ º >  8 £ ¤& ñ ÷ &% 3  . s   H ~ à Ì} Œ •_  u x 9 • ¸ 8 £ ¤& ñ X <s  '

 ρ

= 3.58 g/cm

, ρ

= 2.24 g/cm

, ρ

= 3.48 g/cm

  õ ü < { 9 u   ) a  כ Ü ¼– Ð x 9 • ¸  H ~ à Ì} Œ •{ 9 à º 2

Ÿ

¤ ? /d ” y Œ •$ í s  ß ¼   H  כ `  ¦ ˜ Ð# Œï  r   [14]. eBN ~ à Ì} Œ •“ É r hBN \ " f cBNÜ ¼– Ð …  ;s õ & ñ ×  æ ç ß –é ß –> \ " f ½ + Ë$ í  ) a   õ 

–

Ð cBN_  › ¸x 9 • ¸˜ Ð  ± ú “ É r  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •÷ & 9 › ¸x 9 • ¸í  H Ü

¼– Ð hBN, eBN, MgO
 z Œ ™`  ¦ S X ‰ “   % i  . s \  ¦ : Ÿ x K

 cBN½ + Ë$ í r  MgO ~ à Ì} Œ •õ  Ä » ô  Ç d ” y Œ •Ò  ¦`  ¦
 è ­ q  כ Ü

¼– Ð Ò q ty Œ •  ) a  .

IV. + s Ç Â ] Ø

"

f– Ð   É r   ½ + ˽ ¨› ¸\  ¦ ”   BN ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ + Ë$ í # Œ AC PDP ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð" f_  & h 6   x 0 p x$ í `  ¦ 0 Aô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ à º' Ÿ  

%

i  . eBN ~ à Ì} Œ •_  ½ + Ë$ í Å Òכ ¹  à º“   r.f.  0 > (-200 V ∼ -350 V) ü < s “ : rc ”  € ª œF G (anode) \    o   H „  À Ó° ú כ (4 ∼ 8 A)`  ¦ “   # Œ hBN ½ ¨› ¸ \  -t 7 £ x \     d ” y Œ •÷ &

“

¦ eBN ~ à Ì} Œ •s  $ í  © œ† < Ê`  ¦ S X ‰ “   % i  . s ü < ° ú  s  ½ + Ë$ í  ) a eBN ~ à Ì} Œ •_  AC PDP ˜ Р ñ} Œ •Ü ¼– Ð" f_  & h 6   x 0 p x$ í # ŒÂ Ò

\

 ¦ 0 AK  È Òõ Ö  ¦ x 9  s  „   ~ ½ ÓØ  ¦ > à ºq \  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  .



 H  ü @‚   % ò % i õ  r  F  g‚  % ò % i \ " f 95 ∼ 98 %_  Z  }“ É r È

Òõ Ö  ¦`  ¦
 ? /% 3 “ ¦ e  ¦  Ý ¼  Ä »t „  · ú šõ  › ' aº   ) a s  

„

   ~ ½ ÓØ  ¦ > à º  H MgO ~ à Ì} Œ •\  q K  1.64C  Z  } > 
 ? /

%

3  . ¢ ¸ô  Ç s “ : r Ø  æ[  t \  | v 9  à º e ”   H ˜ Р ñ} Œ •_  d ” y Œ •& ñ

•

¸• ¸ › ¸  % i  . eBN ~ à Ì} Œ •“ É r 2 nm/min s “ ¦ MgO ~ à Ì} Œ • 1.2 nm/min s % 3  . ‘ : r ƒ  ½ ¨\  ¦ : Ÿ x K  ˜ Р ñ} Œ • : £ ¤$ í ¨ î \  ¦

›

¸ ô  Ç eBN ~ à Ì} Œ •“ É r ˜ Р ñ} Œ • „  l & h  % i ½ + É ×  æ  © œ ×  æ כ ¹ô  Ç Z

 }“ É r s  „    ~ ½ ÓØ  ¦ q \  ¦ S X ‰ “  † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ @ /^ ‰0 p x$ í `  ¦ 

”

  Ó ü t| 9 e ” `  ¦ S X ‰ “   % i  .

P

c p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r 2006¸   Ö  ¦ í ß –@ /† < Ɠ §_  ƒ  ½ ¨q \  _  # Œ ƒ  

½

¨÷ &% 3 _ þ v m  .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] E. Choi and G. Cho, ðPDP (Plasma Display Panel) Plasmañ Physics and High Technology 11, 7-16, (1998).

[2] T. J. Vink, A. R. Balkenende, R. G. F. A. Verbeek H. A. M. van Hal and S. T. de Zwart, Appl. Phys.

Lett. 80, 2216 (2002).

[3] T. Ikeda, Y. Kawate and Y. Hirai, J. Vac. Sci. Tech- nol. A 8, 3168 (1990).

[4] J. M. Caocedo, G.Bejarano, G. Zambrano, E. Baca, O. Moran and P. Prieto, Phys. Stat. Sol. 242, 1920 (2005).

[5] T. A. Fridmann, K. F. McCarty and E. J. Klaus, Appl. Phys. Lett. 61, 2406 (1992).

[6] S. Reinke, M. Kuhr and W. Kulisch, Surface and Coating Technology 74, 723 (1995).

[7] P. B. Mirkarimi, D. L. Medlin, K. F. McCarty, D.

C. Dibble and W. M. Clift, J. Appl. Phys. 82, 1617 (1997).

[8] E. H. Choi, H. J. Oh, Y. G. Kim, J. J. Ko, J. Y.

Lim, J. G. Kim, D. I. Kim, G. Cho and S. O. Kang, Jpn. J. Appl. Phys. 37, 7015 (1998).

[9] A.Olszyna, J. Konwewrska-Hrabowwsha and M.

Lisiki, Diamond Relat. Mater. 6, 617 (1997).

[10] A. Sokolowska and A. Olszyna, J. Crystal Growth 116, 507 (1992).

[11] J. Siwiec, A. Sokolowska, A. Olszyna, R. Dwilinski, M. Kaminska and J. Konwerska-Hrabowska, Nanos- tructured Mater. 104, 625 (1998).

[12] Y. Mishima, O. Tanaka, J. Yamaoka and S. Fuku- naga, Science 238, 181 (1987).

[13] S. Chiharu, K. Kunitaka, O. Shingo and T. Sugino, Diamond & Mater. 14, 719-723 (2005).

[14] J. K. Kim, E. S. Lee, D. H. Kim and D. G. Kim,

Thin Solid Films 447, 95 (2004).

Synthesis and Application of Boron-Nitride Films Fabricated by Using Ion-Beam-Assisted Deposition

Jeayeal Song and Sok Won Kim

Department of Physics, University of Ulsan, Ulsan 680-749 (Received 1 June 2006)

In synthesizing boron-nitride (BN) thin films by using the ion-beam-assisted deposition method, we charged the ion energy and the ion flux, which are major factors of the synthetic process, to study its applicability as a protective layer for an AC-PDP. The research included the optical trans- mittance, the etching resistance caused by energetic ion bombardment in a plasma environment, and the characteristic of secondary electron emission (SEE). The results, obtained by analyzing the synthetic behavior of BN thin films for changes in the synthetic process factors are as follows:

at a substrate bias of -100 volts, hBN, which is a sp

-bonded BN, was synthesized; at -200 volts, a BN allotrope due to the crystallographic distortion of hBN was synthesized; at -300 volts, the synthesis of eBN, sp

-bonded BN, was observed; and at -350 volts, the phase transition, which is a reccurrence of sp

-bonded BN at the deposition condition of sp

BN, was observed. In addition, the results from the study of the applicability of a BN thin film to an AC-PDP protective layer showed a transmittance of 95 % or higher, indicating optical transmission characteristics equivalent to or better than those of MgO thin films, and the SEE coefficient measured by using γ-FIB, was up to 1.64 times higher than the coefficient of MgO films. Hence, the BN thin films synthesized by using the ion beam assisted deposition method had better optical transmittance and SEE basic requirements applied to an AC-PDP protective layer-than MgO thin films currently being used as AC-PDP protective layers. The present study has demonstrated the possibility of using BN thin films to replace MgO thin films.

PACS numbers: 65, 65.90.+i

Keywords: BN (boron nitride), SEE (secondary electron emission) Coefficient, Transmittance, AC PDP, Protective layer

∗

E-mail: [email protected]