利用射頻磁控濺鍍法沉積類鑽碳薄膜及其特性分析

摘要

　　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。

獎項日期	2016 2月 3
原文	???core.languages.zh_ZH???
監督員	Yen-Hua Chen (Supervisor)