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

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.

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.