Abstract
利用離子撞擊法代替鑽石粉末撞擊法,以增加鑽石成核密度,是本論文的主題之一,離子撞擊法可控制離子種類,離子能量,離子劑量,增進鑽石成核密度. 並藉著光蝕刻技術, 可達成鑽石選區成長的目的. 實驗結果顯示: 大面積的離子撞擊( 離子佈植) 可代替鑽石粉末前處理, 得到均勻的鑽石成核密度. 在固定離子佈值劑量時, 鑽石成核密度隨撞擊能量增加而增加. 在固定離子佈植能量時, 鑽石成核密度也隨劑量增加而增加.當佈植劑量太高時, 無法達成選區鑽石成長的目標, 以此種技術進行的選區成長其空間解析度可達到微米的等級, 當氧化層厚度大於9000埃時鑽石膜成長寬度大約等於氧化層窗口寬度, 而氧化層厚度為6000埃時鑽石膜寬度比氧化層窗口大了6 埃左右.離子佈植P 型鑽石膜的電阻, 會隨時間漂移,如何去除電阻漂移現象, 以得到高低溫皆穩定的電阻, 是本論文的另一主題. 實驗結果顯示: 氣體吸附是離子佈植多晶鑽石膜電性不穩定的原因. 硼離子佈植的多晶鑽石膜, 在空氣, 或氫, 氮, 氧的氣氛下電阻均隨時間增加而增加. 在200 度到400 度的真空退火才可得到穩定的電性.在論文的編排上, 第一章為緒論, 介紹研究的動機和實驗主題, 在第二章則討論化學氣相沉積法中鑽石成核的理論, 以及選擇區域成長鑽石的研究概況, 並討論用離子撞擊促進鑽石成核, 而達到選擇區域成長的構想, 第三章將說明實驗方法, 敘述如何用微波電漿化學氣相沉積法配和離子佈植, 進行鑽石膜選區成長, 以及用硼離子佈植進行多晶鑽石膜摻雜, 以便電性量測, 第五章討論製程參數對選區成長的效應, 包括佈植能量, 劑量, 氧化層厚度, 罩幕寬度. 同時並討論離子佈植後矽晶片表面成長鑽石膜的拉曼光譜分析, 及不同的拉曼光譜所對應的鑽石膜應力狀況. 第六章則討論鑽石膜電阻在各種不同氣體氣氛下電阻的變化, 以及鑽石膜電阻隨溫度的變化, 第七章為結論.