以活性離子蝕刻系統在矽及砷化鎵上成長類鑽石膜

Abstract

本實驗利用活性離子蝕刻系統, 成功地於室溫附近, 在矽及砷化鎵基材上沉積類鑽石 膜及非晶質碳膜。改變沉積參數, 如: 甲烷, 氫, 氬之氣體流量, 反應室氣體壓力 , 和高週波功率以製備類鑽石膜及非晶質碳膜。利用橢圓測試儀量測沉積膜的折射率及 厚度。沉積膜的折射率約在 2.0至 2.5之間, 其隨著甲烷對氫之比例和反應室氣體壓 力的升高而趨於升高, 且幾乎與高週波功率和氣體總流量無關。膜的沉積速率隨著甲 烷對氫之比例和反應室氣體壓力的升高而趨於生高, 且在高週波功率為 195瓦特或氣 體總流量為50sccm附近有一極大值。利用一些先進的表面分析技術, 包括SEM(掃描式 電子顯微術),TEM(穿透式電子顯微術),XRD (X光繞射術),AES(歐傑電子光譜術),和ES CA (化學成份分析電子光譜術) 描述沉積膜的特性。根據 TEM和 XRD分析的結果, 以 甲烷及氫但不加氬之氣體系統 (沉積條件: 氣體總流量, 100sccm;甲烷氣體流量,1∼ 3sccm;反應室氣體壓力, 1∼3torrs;高週波功率, 195∼325瓦特) 所沉積之膜主要是 非晶質的碳, 且含有一些直徑約 500埃之"chaoite",石墨和鑽石的小晶體。