利用射頻磁控濺鍍法沉積類鑽碳薄膜及其特性分析

Translated title of the thesis: Study on Diamond-Like Carbon Thin Films Fabricated by RF Magnetron Sputtering Deposition
  • 張 韡浩

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

  本實驗以混和式碳來源(石墨靶、甲烷)之射頻磁控濺鍍法來製備類鑽碳薄膜,並且希望藉由調控濺鍍?率、工作氣氛、氣體流量等製程參數來改變薄膜中的sp3、sp2鍵結比例。有鑑於前人研究之分類、成長機構等皆混亂且較無標準,本研究希望能以方便且精準的方式來進行類鑽碳薄膜的特性分析。   製程參數選用純甲烷,工作壓力5 mtorr,氣體流量5 sccm,室溫下變動濺鍍?率:60、80、90、100、110、130、150 W;並將此七組不同製程參數之類鑽碳薄膜鍍製於非導電矽基板、導電矽基板及玻璃基板上,並分別進行薄膜表面形貌觀察、硬度測試、薄膜應力量測、鍵結狀態分析(拉曼光譜、X光光電子能譜)、能隙量測、微觀導電性分析及片電阻量測。拉曼光譜中主要分析G-band(?1580 cm-1)與D1-band(1350 cm-1)之偏移、ID/IG;XPS則是將C1s擬合出C-C(?285 eV)、C=C(?284 eV)、C-O(?286 eV),並以C-C代表sp3、C=C代表sp2。   經由拉曼光譜及X光光電子能譜之鍵結組態分析的結果顯示,濺鍍?率60?150 W之樣品中sp3的比例隨濺鍍率提升而升高,並且ID/IG、G-band位置對sp3含量之趨勢與前人研究相符,故本研究成?地結合拉曼光譜及X光光電子能譜之量測,初步建立類鑽碳的行為模式及特性分析。雖然硬度、能隙及導電能力則是受到多種因子影響,如膜厚、雜質、結構缺陷等共同控制,但還是由sp3/sp2之比例主宰。
Date of Award2016 Feb 3
Original languageChinese
SupervisorYen-Hua Chen (Supervisor)

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