經電漿後處理之奈米碳管性質研究

Abstract

本論文主要針對電漿處理對於奈米碳管表面性質作一深入研究；第一個主題為不同緩衝層之鎳觸媒經H2電漿前處理後之結構觀察，第二個主題為前處理後之觸媒層與成長奈米碳管的關係研究，第三個主題利用H2、O2、NH3、CF4、CF4/O2五種電漿對整片奈米碳管以及導線孔(via)中成長之奈米碳管進行後處理，觀察處理完成後碳管表面型態與品質的變化。分析部份包括有掃描式電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、穿透式電子顯微鏡(TEM)、傅利葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)與拉曼光譜儀(Raman spectroscopy)。 在鎳觸媒層在經過H2電漿前處理後，由於熱能以及H2電漿的蝕刻效應，呈現島狀化金屬顆粒，接下來成長奈米碳管和觸媒島狀化顆粒有很大的相關性，在較小的前處理觸媒顆粒所成長奈米碳管之管徑會較小，反之較大的前處理觸媒顆粒會得到管徑較大的奈米碳管。碳管在經過不同電漿處理後，H2與CF4電漿對於碳管表面型態並沒有很明顯的影響，O2、NH3、CF4/O2電漿則均有削短碳管，在導線孔中之碳管經O2、NH3電漿後處理有相同結果。 未來碳管導入內連線取代傳統金屬，可利用電漿將碳管削短，提供除了化學物理拋光法(CMP)另一個平坦化的方法。