奈米碳管金屬化之機械結構與製程整合研究

Abstract

奈米材料有許多的種類，例如奈米碳管(Carbon Nanotubes, CNTs)，因為具有極佳的 高寬比、小的曲率半徑、良好的化學穩定性、以及很高的機械強度，奈米碳管表面的幾 何形狀，具耐高電流密度、高導電度等等，被廣為應用在元件上。 本研究分成三部分 (i)前處理觸媒金屬之機械特性研究: 探討觸媒金屬機械特性，特 別是緩衝層經由不同沈積條件與氫電漿處理的變化，其影響碳管合成機制，觸媒金屬- 緩層衝層，對於基板的機械特性之影響，將藉由壓痕系統之原子探針，對金屬顆粒表面， 進行壓縮實驗，並計算各項的奈米顆粒性質。(ii)奈米碳管與金屬接面: 實驗以微波電漿 化學氣相沉積法合成奈米碳管，研究不同金屬結構對於合成碳管與金屬接面變化，特別 是緩衝層經由不同沈積條件或電漿處理後(熱處理)，接面研究上，藉由物理氣相沉積將 金屬與奈米碳管作結合，機械特性將以壓痕系統，對於不同材質合成之金屬表面，探討 金屬與奈米碳管層，原子擴散之材料特性。(iii)奈米碳管與銅金屬之內連線機械可靠特 性: 將研究在特定區域之栓塞結構中，研究栓塞結構中，對於合成奈米碳管參數的影響， 並以奈米碳管作為金屬內連線材料，導入電子束微影系統，建構運用於內連線製造方 法，此製程將面臨碳材料與金屬之界面反應，其中奈米碳管對於電性傳導上，將為栓塞 結構研究之主題，此亦為電子機構之元件發展重點。