二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沈積非晶形二氧化矽薄膜

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姓名

邱欣慶(Xing-Qing Qiu) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沈積非晶形二氧化矽薄膜

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摘要(中)

本實驗是以二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沉積二氧化矽。以輸出不同波長及不同功率的二氧化碳雷射斜向照射在矽基板上，利用電漿激發式化學氣相沉積非晶形二氧化矽薄膜。比較以同波長不同功率與同功率不同波長的二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沉積及以電漿激發式化學氣相沉積所沉積出薄膜的特性。藉由相關的量測分析，以了解以不同波長同功率與不同功率同波長的二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沉積法及電漿激發式化學氣相沉積法所沉積出來的薄膜品質。

關鍵字(中)

★ 二氧化矽

關鍵字(英)

論文目次

目　　　錄
摘要 …………………………………………………………………… I
目錄 ……………………………………………………………………II
圖表目 …………………………………………………………………IV
第一章前　言……………………………………………………… 1
第二章二氧化碳雷射輔助沉膜的基本理論……………………… 4
2-1 二氧化碳雷射基本原理………………………………… 4
2-2 二氧化碳雷射器件……………………………………… 6
2-3 二氧化碳雷射輔助成膜的理論………………………… 9
第三章化學氣相沉積法的基本原理………………………………15
3-1 化學氣相沉積的原理……………………………… …15
3-2 薄膜沉積原理………………………………………… 17
3-3 電漿形成的基本原理………………………………… 19
3-4 電漿激發式化學氣相沉積…………………………… 20
第四章實驗步驟與量測方式………………………………………26
4-1 實驗裝置……………………………………………… 26
4-2 實驗步驟……………………………………………… 28
4-3 薄膜量測……………………………………………… 29
第五章實驗結果與討論……………………………………………34
5-1　不同波長二氧化碳雷射對薄膜鍵結的關係…………34
5-2　不同波長二氧化碳雷射對薄膜粗糙度的關係………36
5-3　不同波長二氧化碳雷射對薄膜折射率、厚度與蝕刻率的關係…………………………………………………38
5-4　不同波長二氧化碳雷射對薄膜的電性分析…………40
5-5　二氧化碳雷射是否有加熱基板………………………42
第六章結論…………………………………………………………55
參考文獻 ………………………………………………………………56
圖　表　目
表1-1　　不同CVD沉積不同材料的溫度比較……………………… 3
表3-1　　熱電漿與冷電漿之比較 ………………………………… 25
圖2-1　(a)三能級系統與(b)四能級系統的雷射示意圖沉積薄膜的五個步驟 ………………………………………………………………10
圖2-2 光學共振腔………………………………………………… 10
圖2-3　二氧化碳分子結構圖……………………………………… 11
圖2-4　二氧化碳分子的振動模式（a）對稱伸張模式，（b）彎曲模式，（c）反對稱伸張模式…………………………………11
圖2-5　二氧化碳雷射能級躍遷示意圖………………………………12
圖2-6　二氧化碳雷射001和100之間的振－轉躍遷………………13
圖2-7　矽烷對於二氧化碳雷射譜線的吸收光譜……………………14
圖3-1 晶片表面氣流圖……………………………………………… 22
圖3-2　顯示沉積薄膜的五個步驟（a）成核（b）晶粒成長（c）晶粒聚結（d）縫隙填補（e）薄膜成長……………………23
圖3-3　電漿激發式化學氣相沉積之反應機制………………………24
圖4-1　實驗裝置 …………………………………………………… 30
圖4-2　反應室…………………………………………………………31
圖4-3　二氧化碳雷射放電管示意圖 ………………………………32
圖4-4　蝕刻率量測示意圖………………………………………… 33
圖 5-1 傅氏轉換紅外線光譜圖………………………………………43
圖5-2 純電漿的（AFM）三D圖……………………………………44
圖 5-3 為9.28μm，50W二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沉積薄膜的（AFM）三D圖……………………………………………45
圖 5-4 為9.60μm，50W二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沉積薄膜的（AFM）三D圖……………………………………………46
圖 5-5 為10.26μm，50W二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沉積薄膜的（AFM）三D圖……………………………………………47
圖 5-6 為10.60μm，50W二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沉積薄膜的（AFM）三D圖……………………………………………48
圖5-7 表面平整度比較圖……………………………………………49
圖5-8 薄膜折射率比較圖……………………………………………50
圖5-9 薄膜厚度比較圖………………………………………………51
圖5-10　圓形電極圖形，灰色部份為金屬電極，白色部份為二氧化矽薄膜表面……………………………………………………………52
圖 5-11不同波長二氧化碳雷射生成薄膜的V-I圖……………… 52
圖 5-12 波長10.26μm與10.60μm二氧化碳雷射生成薄膜的V-I圖……………………………………………………………………… 53
圖 5-13 不同功率二氧化碳雷射生成薄膜的V-I圖…………………53
圖 5-14 200℃的LAPECVD及PECVD與室溫LAPECVD生成薄膜的V-I圖…………………………………………………………………54
圖 5-15 不同波長二氧化碳雷射生成薄膜的電容圖……………… 54

參考文獻

參考文獻
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指導教授

劉海北(Hai-Pei Liu)

審核日期

2000-6-20

推文