探討含氧碳氫化合物中氧原子數對成長鑽石薄膜的影響

Abstract

最近，我們致力於尋找能成長鑽石的新氣體源，目前已發現含氧的碳氫化合物液體 和氫氣混合，也能成長鑽石。本實驗使用 C□H□O-H□, C□H□O□-H□和 C□H□O□-H□ 混合氣體，用微波電漿沈積法去成長鑽石薄膜。而氫氣的流量固定 200 sccm，改變 C□H□O (propylene oxide), C□H□O□(1,3 Dioxolene)和 C□H□O□(Dimethyl carbonate) 的流量，在Si上沈積。 而結果顯示，含氧的碳氫化合物和氫氣 (C□H□O-H□, C□H□O□-H□, C□H□O□-H□)混合氣體成長鑽石速率比不含氧的碳氫化合物和氫氣混合氣體快， 且增加液體中氧原子數不僅增加成長速率，也加大沈積的濃度範圍。但C□H□O□ -H□系統成長速率反而下降，因為過多的含氧中間活性根種或氫原子不僅會蝕刻非 鑽石相，也會蝕刻鑽石相，所以 C□H□O□-H□系統的成長鑽石速率比C□H□O□- H□ 系統小。 從電漿放射光譜 (OES) 可知，OH, CO, Hα, Hβ 的吸收強度隨著氧原子數增加 ( C□H□O□＞ C□H□O□＞ C□H□O) 而增加，但 C□的吸收強度反而下降。