Abstract
摘要 本論文為第一個使用浸鍍法(Immersion plating)去製作金的奈米線，利用電子束微影(E-beam lithography)來定義出單晶矽(c-Si)奈米線，使用浸鍍法來置換金的奈米線，我們使用不同的金莫耳濃度(3.8mM~1.1mM)、不同的氫氟酸(HF)莫耳濃度(495mM~49.5mM)和不同的溫度(室溫~70℃)來沉積金的奈米線；另外再以光學黃光微影來製作微米級的金導線，也是使用上述條件來沉積金的微米線，再使用掃描式電子顯微鏡(SEM)、穿透式電子顯微鏡(TEM)、掃描式探針顯微鏡(SPM)、HP5146、歐傑電子能譜(AES)，來暸解奈/微米導線表面形態、晶粒大小及型態和繞射晶相、電性、元素的縱深分佈與成分分析。 由SEM知，當置換溶液溫度升高至70℃和HF濃度提高到495mM時，在短時間(10秒)的置換下就形成不佳的表面粗糙度，由SEM圖我們也可以知道置換出來的線寬在110nm到200nm之間；以TEM來分析，從繞射樣本來看，我們觀察為金的繞射樣本，並且可以看見晶粒大小(grain size)約為30nm；以電性方面來看，我們使用SPM來量測奈米線的電性，從Current mapping可見，Current mapping的電流分佈是零零散散的，表示線上電阻值之不均勻，它可能是奈米線的表面粗糙度和α-Si的存在（由微米線的分析），也會影響電性量測上的困難度增加；而微米線方面，導線的電阻率會隨著置換溶液溫度的升高和沉積速度的提高而下降，另外我們在微米導線的截面圖中發現，樹狀結構(dendrite)的形成，這是因為沉積速率太快所造成的；微米線上Auger的分析，可以發現有Si的存在，在TEM上並未發現有Si的繞射樣本，因此研判為α-Si，而且α-Si會隨著置換溶液溫度的升高，向外擴散的速度變快，增加金的生長速率。