博碩士論文 87226033 詳細資訊




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姓名 黃式明(Xie-Ming Huang)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 氫氣對二氧化碳雷射誘發化學氣相沈積法成長碳質膜之影響
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摘要(中) 本文是探討氫氣對成長類鑽碳膜的影響,研究中薄膜是利用雷射誘發化學氣相沉積法,以氫氣、乙烯和氬氣為反應氣體,沉積在Si(100)、P型晶片上,藉以找出最重要的沉積參數。薄膜的組成與結構是由SEM、Dektak、FTIR與Raman光譜技術來檢測之。實驗結果顯示氫含量的增加有助於薄膜形成sp3鍵結,而且抑制石墨的產生。另外,我們也在薄膜中發現了天然鑽石才有的 1332cm-1峰值。
關鍵字(中) ★ 雷射誘發化學氣相沉積法
★ 鑽石薄膜
關鍵字(英) ★ LCVD
★ Diamond films
論文目次 目 錄
中文摘要……………………………………………………Ⅰ
英文摘要……………………………………………………Ⅱ
誌謝詞…………………………………………………Ⅲ
目錄……………………………………………………Ⅳ
圖表……………………………………………………Ⅵ
第一章 緒論……………………………………………1
第二章 文獻回顧………………………………………2
2-1 鑽石製程發展沿革………………………2
2-2 碳類薄膜介紹……………………………5
第三章 二氧化碳雷射反應原理…………………8
3-1 二氧化碳雷射之基本原理…………………8
3-2 雷射熱解現象………………………………13
3-2-1 雷射熱解原理…………………………13
3-2-2 熱解碎片的螢光光譜…………………16
3-2-3碰撞對反應的影響…………………17
3-3 沉積參數的影響……………………………22
第四章 實驗方法及步驟……………………………………27
4-1 實驗裝置……………………………………27
4-2 實驗步驟……………………………………30
4-2-1 原料基材及前處理……………………30
4-2-2沉積條件……………………………30
4-2-3沉積步驟……………………………31
4-2-4薄膜性質之分析與鑑定……………32
第五章 結果與討論……………………………………34
5-1 乙烯譜線與吸收的關係……………34
5-2 氬氣功能的探討……………………36
5-3 反應氣體的溫度估算………………39
5-4薄膜的特性分析…………………43
5-4-1薄膜的成長速率……………………43
5-4-2氫氣分壓對薄膜品質的影響………44
5-4-3氫氣分壓對薄膜品質的影響………52
5-4-4 薄膜之種類鑑定及分析……………55
第六章 結論……………………………………58
參考文獻…………………………………………60
圖 表
圖2-1 碳之熱力學相平衡圖………………………………4
圖2-2 鑽石與石墨鍵結之結構圖…………………………7
圖3-1雷射能級示意圖……………………………8
圖3-2 二氧化碳分子的振動模態圖………………………9
圖3-3二氧化碳雷射能級躍遷示意圖……………10
圖3-4 二氧化碳雷射001和100之間的振-轉躍遷…11
圖3-5 簡單雙原子分子之能級圖………………………19
圖3-6 多光子分解示意圖………………………………20
圖3-7 電漿氣相沉積時所觀察到的譜線…………21
圖3-8 矽烷及氬氣分壓與吸收係數的關係……………25
圖3-9 基板溫度和沉積速率的關係……………………26
圖3-10 光束和基板距離對沈積速率及膜均勻性的關係…26
圖4-1 實驗系統裝置圖…………………………………29
表4-1 薄膜沉積條件圖……………………………30
圖5-1 乙烯在的線性吸收光譜……………………34
圖5-2 乙烯的多光子吸收光譜……………………34
圖5-3 乙烯吸收係數和雷射譜線的關係…………35
圖5-4 乙烯吸收係數和雷射譜線的關係…………35
表5-1 在固定雷射功率下所須之最少乙烯分壓…38
圖5-5 反應室的截面圖……………………………42
表5-2 在不同基板溫度下的氣體溫度…………………42
圖5-6 薄膜的截面圖……………………………………43
表5-3 基板溫度320℃時之雷射功率圖……………44
表5-4 基板溫度380℃時之雷射功率圖……………44
圖5-7 FTIR光譜中常見之吸收峰值圖……………46
圖5-8 320℃之FTIR吸收光譜圖……………………48
圖5-9 380℃之FTIR吸收光譜圖……………………48
圖5-10 320℃之拉曼光譜圖………………………50
表5-5 圖5-10之峰值位置及半高寬………………50
圖5-11 380℃之拉曼光譜圖………………………51
表5-6 圖5-11之峰值位置及半高寬………………51
圖5-12 不同溫度下的紅外光譜圖………………52
圖5-13 不同溫度下的拉曼光譜圖………………54
表5-7 圖5-13之峰值位置及半高寬………………54
圖5-14 FTIR a-C:H films…………………………………55
圖5-15 FTIR a-C:H films…………………………………56
圖5-16 Raman a-C:H films………………………………57
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指導教授 劉海北(Hai-Pei Liu) 審核日期 2000-6-28
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