Abstract
奈米碳管具有良好的的物理以及化學特性，具有廣泛應用的潛力，例如可作為場發射元件及半導體元件的導線連接(interconnect)應用。針對不同的應用，可以發展製作不同形態的奈米碳管如Y-字形奈米碳管、分枝奈米碳管(branched CNTs)，及懸空奈米碳管(suspended CNTs)等等。使用二次成長奈米碳管製程可以結合製程特性及不同尺度的碳管，發展出新的奈米碳管結構。目前成長奈米碳管普遍使用電感耦合電漿源輔助氣相沉積(PECVD)和高溫化學氣相沉積(thermal CVD)。本研究將分別使用這兩種機台二次成長奈米碳管。本論文實驗將分為三個部分。首先使用基本黃光製程製作出1 µ m X 1 µ m的鎳點，並使用ICP成長低密度多層壁奈米碳管，再使用電子槍蒸鍍5 nm厚的鎳薄膜在多層壁奈米碳管上，然後再次在其上成長二次奈米碳管。其次為利用整片鍍鎳矽基板在加了高偏壓電壓的電感式電漿源中長時間成長，利用電漿增強氫離子蝕刻和離子轟擊同時作用降低碳管密度及將碳管削成圓錐形，再鍍上不同厚度的鎳薄膜，以進行二次碳管成長。二次碳管的成長則分別使用電感耦合電漿源輔助氣相沉積及高溫化學氣相沉積。在適當的製程條件下，兩種方法都可成長出懸掛奈米碳管，經由拉曼光譜可確定所長出的為高品質奈米碳管。但使用高溫化學氣相沉積作二次成長，可發現所長出的懸空奈米碳管會有空中交叉、相連或成蛛網狀的結構。研究顯示在錐形的碳管上可成長出懸空奈米碳管，並且可形成多重交聯的結構。