於氮化鋁/矽基板上沉積鑽石之研究

Abstract

本論文是以成長於Si(111)晶片上，具有平坦表面的c-plane氮化鋁做為基板，探討利用微波電漿化學氣相沉積法將鑽石沉積在氮化鋁上的可能性以及不同製程條件對於鑽石成核、成長的影響，並嘗試沉積表面粗糙度低之鑽石薄膜，以利日後於元件散熱之應用。微波電漿化學氣相沉積之氣體源有氫氣與甲烷，因此論文第一部分為觀察氫電漿對氮化鋁蝕刻的效應，藉由改變不同氫電漿製程條件，並比較氫電漿製程前後氮化鋁厚度、表面形貌、表面粗糙度等性質的變化，從了解造成氮化鋁蝕刻效應的主要因素，而得到氮化鋁蝕刻程度輕微而得以成長鑽石的電漿條件。第二部分為在氮化鋁上的成長鑽石，分別用功率為6 kW以及1.5 kW之MPCVD系統沉積鑽石膜，透過改變試片前處理條件與製程參數，觀察鑽石膜成核與成長情況，並沉積高平整度之微米晶鑽石膜。

This thesis focuses on diamond film deposition on smooth c-plane AlN/Si(111) substrate by microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD) with various deposition conditions to obtain good film quality and smooth surface. The MPCVD conditions were varied with power, pressure, and gas mixture of methane and hydrogen. This thesis divides into two parts: the first part is concerned with the etching effect of hydrogen plasma on AlN, and the second part deals with diamond growth on AlN.