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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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

相關論文

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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

參考文獻

1. R.E. Clausing, L.L. Horton, J.C. Angus, and Peter. Koidl, Diamond and Diamond-like Films and Coatings. (Plenum Press, New York, 1991)
2. Karl E. Spear, and John P. Dismukes, Synthetic Diamond: Emerging CVD Science and Technology. (John Wiley & Sons, Inc., Canada, 1994)
3. E.T.-S Pan, J.H. Flint, D. Adler, and J.S. Haggerty, J.Appl.Phys. 61, 4535 (1987).
4. M. Meunier, J.H. Flint, J.S. Haggerty, and D. Adler, J.Appl.Phys. 62, 2812 (1987).
5. M. Meunier, J.H. Flint, D. Adler, and J.S. Haggerty, J.Non-Cryst.Solids 59-60, 699 (1983).
6. W. Radloff, H. Hohmann, H. Albrecht, and T. Freudenberg, Spectrochimica.Acta. 43A, 225 (1987).
7. D. Fernandez, P. Gonzalez, J. Pou, B. Leon, and M. Perez-Amor, Appl.Surf.Sci. 54, 112 (1992).
8. D. Fernandez, P. Gonzalez, J. Pou, E. Garcia, B. Leon, and M. Perez-Amor, Thin Solid Films 220, 100 (1992).
9. J. Serra, T. Szorenyi, D. Fernandez, P. Gonzalez, E. Garcia, J. Pou, and B. Leon, J.Non-Cryst.Solids 187, 253 (1995).
10. D. Fernandez, P. Gonzalez, J. Pou, E. Garcia, B. Leon, M. Perez-Amor, and C. Garrido, J.Vac.Sci.Technol. A12, 484 (1994).
11. R. Bilenchi, I. Gianinoni, and M. Musci, J.Appl.Phys. 53, 6479 (1982).
12. Peter R. Buerki and Samuel Lertwyler, J.Appl.Phys. 69, 3739 (1991).
13. P.A. Molian and A. Waschek, J.Mater.Sci, 28, 1733 (1993).
14. V. Dřinek, M. Urbanova, Z. Bastl, I. Gregora, V. Vorliček, J. Šubrt, and J. Pola, Appl.Phys. A66, 503 (1998).
15. Jyoti Mazumder and Aravinda Kar, Theory and Application of Laser Chemical Vapor Deposition. (Plenum Press, New York, 1995)
16. 黃建介著，二氧化碳雷射在化學氣相沈積二氧化矽薄膜製程上之應用，國立中央大學碩士論文，1997。
17. 劉海北，蔡宏盛，江祥熙，趙國駿著，二氧化碳雷射的LICVD功能，電子資訊第3卷第3期，第33頁，1997年12月。
18. 江祥熙著，二氧化碳雷射誘發化學氣相沉積法成長碳質膜，國立中央大學碩士論文，1999。
19. “Properties of Diamond”, ed. By J. E. Field, Acadamic Press, London （1979）
20. R.Beckmann, W.kulisch, Applications of Diamond Films and Releated materials, 543.
21. R. W. G. Wyckoff : Crystal Structures, Interscience, New York（1964）
22. J. C. Angus, F. Aa Buck, M. Sunkara, T. F. Gorth, C. C. Hayman, and R. Gat, MRS Bull, XIV : 10（1989）
23. B. t. Kelly : Physic of Graphite, Applied Science, London（1981）
24. 陳培麗, 科儀新知, 13（2）（1991）82.
25. 丁勝懋著，雷射工程導論，第四版，中央圖書出版社，1998。
26. Colin N. Banwell and Elaine M. McCash, Fundamental of Molecular Spectroscopy. (MxGraw-Hill, 1995)
27. 馬興孝，孔繁敖著，激光化學，第一版，中國科學技術大學出版社，1990。
28. C.D. Cantrell, Multiple-photon Excitation and Dissociation of Polyatomic Molecules. (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany, 1986)
29. 汪健民主編，材料分析，初版，中國材料科學學會，1998，
30. J.P. Holman, Heat Transfer, 5th ed. (MxGraw-Hill, New York, 1981)
31. Thomas P. Espinola, Introduction to Thermophysics. (Wm. C. Brown Communications, Inc., U.S.A., 1994)
32. American Institute of Physics Handbook (MxGraw-Hill, New York, 1972).
33. Robert M. silverstein, and G.Clayton Bassler, Spectrometric Identification of Organic Compounds 3rd ed.(John Wiley & Sons, Inc., New York, 1974)
34. DEHBI-Aiaoui，A.，A.S.James and A.Matthow，Surface and Coating Technology，47（1991）89
35. R.J.Lade, D.J.Munns, S.E.Johnson, P.W.May, K.N.Rosser, M.N.R.Ashfold, Diamond and Related Materials 7 （1998）699-703
36. D.Drescher, J.Koskinen, H.-J.Scheibe, A.Mensch, Diamond and Related Materials 7 （1998）1375-1380

指導教授

劉海北(Hai-Pei Liu)

審核日期

2000-6-28

推文