Abstract
鑽石薄膜具有良好的機械性質(硬度、強度、滑潤性)，物理性質(散熱 性、透光性、電絕緣性、低介電常數、高電洞移動率)及化學性質(耐酸性、 抗幅射性)，應用十分廣泛。另外在電子元件應用上，藉由摻雜雜質製成的 半導體，大大改善半導體的散熱能力，另外其良好的場發射特性，亦可做 為平面顯示器的應用。 本實驗乃利用微波電漿輔助化學氣相沈積法(MWPECVD)在矽基材 上成長鑽石薄膜及摻雜硼之p-type鑽石薄膜。我們使用的氣體是氫氣及甲 烷，而摻雜硼則利用氣體擴散方式，也就是用電漿裂解液態的B(CH3O)3 蒸氣，讓硼擴散到薄膜□面，並經由掃描式電子顯微鏡(SEM)、原子力 顯微儀(AFM)、拉曼光譜(Raman spectrum)、二次離子質譜儀(SIMS) 量測薄膜的表面型態、微觀組織、拉曼光譜特性及成份分析，再配合I-V電 性量測，探討製程條件與電子場發射的行為關係。 實驗結果顯示:先長一層金中間層在矽基材上及加長成長時間，都會讓 鑽石薄膜品質變佳，而用氣體擴散方式製成的摻雜硼鑽石薄膜，其表面結 構和拉曼光譜特性都不會改變，對未來真空電子元件不同type半導化的製 成，較具應用潛力。另外，我們從真空退火(每次800℃10分鐘)及氫氣退火 (每次40O℃30分鐘)實驗，得到表面有鍵結氫的摻雜硼鑽石薄膜，才具有場 發射特性，所以氫扮演一個很重要的角色，而摻雜硼在於使薄膜導電性變 佳，有利於載子傳輸。