Abstract
鑽石具有超高硬度，超高熱傳導性，高速電子電洞移動率及優異的耐溫、耐蝕、耐磨及透光性，因而在各方面都有極大的應用潛力。早期人造鑽石的合成主要以高溫、高壓法為主，但自1976年蘇俄科學家們利用化學輸送反應法，在低壓下成功地合成鑽石以來，使得化學氣相沈積(CVD) 鑽石膜技術廣受科技界重視，在80年代末期大放異彩，其所生長的鑽石晶粒或薄膜的品質，已超過其他方法所製者，其中較受肯定且廣被使用的方法為微波電漿CVD 技術，此法以碳氫化合物與氫氣(H )為反應氣體，經由微波(2.45GH ) 激發後產生高活化性之電漿，在適當的溫度壓力及濃度條件下,便能要基材上成長多晶形之鑽石膜。利用微波電漿化學氣鍍法(MPCVD) 已經成功的在許多非鑽石基材上成長出鑽石膜，這些基板材料包括矽、碳化矽、碳化鎢、石英，及一些非鐵基的耐高溫純多屬或合金，又經由在綱鐵材料表面鍍上一層或多層介在層後，也能間接在鋼材表面成長出鑽石膜。影響合成鑽石的品質與特性的因素包括基材種類、反應氣體、氣體流速、甲烷濃度、微波功率、壓力及溫度，而鑽石膜的鑑定分析則利用到掃描及穿透式電子顯微境(SEM& TEM) 、拉曼光譜議(RAman)、Ｘ－光繞射儀(XRD) 、歐傑電子光譜儀(AES) 、電子能量損失光譜(EELS)、能譜儀(EDS)與紅外線吸收光譜(FT-IR)等。為獲得高品質鑽石膜，必須以低甲烷濃度及低氣體流量成長；經穿透式電子顯微鏡分析結果顯示在矽基材與鑽石膜間存在一層碳化矽中間層，而石英基板與鑽石膜間之中間層則為非晶形碳。磨耗試驗結果亦顯示鑽石膜具低磨察係數，又基板經適當前處理及改進製程，更可成長出表面平整而緻密的高品質鑽石膜，符合工業應用之需求。