两段成长法改善微波电浆辅助化学气相沉积多晶金刚石之品质
来源期刊：新型炭材料2009年第3期
论文作者：黄柏仁 叶忠信 张永平 汪岛军 李世鸿
关键词：多晶金刚石薄膜; 微波电浆辅助化学气相沉积(MPECVD); 两段成长; 偏压增强成核(BEN); Polycrystalline diamond; Microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition (MPECVD); Two-stage growth; Bias-enhanced nucleation (BEN);
摘 要：以化学气相沉积法成长多晶金刚石薄膜时,薄膜的品质会受到成长时间、成长压力、反应气体比例、偏压与否及成核的机制等因素影响.研究采用微波电浆辅助化学气相沉积(MPECVD)法,以甲烷(CH4)和氢气(H2)作为反应气体原料,在P型(111)硅基板沉积多晶金刚石薄膜.典型沉积多晶金刚石薄膜的制程可分为四个阶段:抛蚀表面阶段、渗碳阶段、偏压增强成核(BEN)阶段及成长阶段.研究将成长阶段划分为两个阶段,第一阶段压力较低(成长Ⅰ阶段),第二阶段压力较高(成长Ⅱ阶段).结果表明:第一阶段可大大改善金刚石薄膜的品质,所获多晶金刚石薄膜的晶粒具有明确的颗粒边界、较低的碳化物或缺陷,电导率急剧降低,显现出本徵金刚石半绝缘的性质.可以认为金刚石薄膜品质的改善完全为低压成长所致.实验发现在成长Ⅰ阶段或成长Ⅱ阶段施加偏压时,只会降低多晶金刚石薄膜的品质.
黄柏仁1，叶忠信2，张永平4，汪岛军3，李世鸿4
(1.国立台湾科技大学,电子工程系暨光电工程研究所,台湾,台北;
2.建国科技大学,电子工程系,台湾,彰化;
3.国立云林科技大学,工程科技研究所,台湾,云林;
4.大叶大学,电机工程学系,台湾,彰化)
摘要:以化学气相沉积法成长多晶金刚石薄膜时,薄膜的品质会受到成长时间、成长压力、反应气体比例、偏压与否及成核的机制等因素影响.研究采用微波电浆辅助化学气相沉积(MPECVD)法,以甲烷(CH4)和氢气(H2)作为反应气体原料,在P型(111)硅基板沉积多晶金刚石薄膜.典型沉积多晶金刚石薄膜的制程可分为四个阶段:抛蚀表面阶段、渗碳阶段、偏压增强成核(BEN)阶段及成长阶段.研究将成长阶段划分为两个阶段,第一阶段压力较低(成长Ⅰ阶段),第二阶段压力较高(成长Ⅱ阶段).结果表明:第一阶段可大大改善金刚石薄膜的品质,所获多晶金刚石薄膜的晶粒具有明确的颗粒边界、较低的碳化物或缺陷,电导率急剧降低,显现出本徵金刚石半绝缘的性质.可以认为金刚石薄膜品质的改善完全为低压成长所致.实验发现在成长Ⅰ阶段或成长Ⅱ阶段施加偏压时,只会降低多晶金刚石薄膜的品质.
关键词:多晶金刚石薄膜; 微波电浆辅助化学气相沉积(MPECVD); 两段成长; 偏压增强成核(BEN); Polycrystalline diamond; Microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition (MPECVD); Two-stage growth; Bias-enhanced nucleation (BEN);
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