Abstract
本篇論文研究中，以微波電漿輔助化學氣相沈積(microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition, MPE-CVD)法所合成鑽石薄膜的成核成長(nucleation and growth)機制；圖紋(patterned)鑽石薄膜的製作以及鑽石薄膜表面的電子場發射(electron field emission)性質都被深入的分析與探討。在鑽石薄膜偏壓輔助成核(bias-enhanced nucleation, BEN)的研究中，以拉曼線掃瞄(Raman line-scan)技術觀察鑽石薄膜的拉曼光譜縱深分佈，因而瞭解鑽石核與矽基板間界面(interface)的特性與鑽石成核機制。同時，首次藉由在偏壓輔助成核(BEN)過程中的偏壓電流(I)與時間(t)關係來分析鑽石在基板表面成核的動力學機制。對於硼(B)或氮(N)摻雜(doping)對偏壓輔助成核過程的影響，也經由偏壓電流關係式瞭解到摻雜對鑽石核形成及鑽石薄膜成長的影響。在鑽石薄膜的電子場發射研究中，提出雙層(double layer)結構鑽石薄膜能夠有效地加強電子場發射性質。最後，以兩階段(two-step)方法成功地完成完全選擇性圖紋(patterned)鑽石薄膜在矽基板及金屬薄膜上的選區鍍膜(selected-area deposition，SAD)製作，提高了鑽石薄膜在各類電子元件上的應用的可能性。同時，在微波電漿輔助化學氣相沈積鑽石薄膜方法中，場發射輔助成核(electron-enhanced nucleation)的證據也在本篇論文中被驗證。