Abstract
本研究以真空蒸鍍聚合法（Vapor Deposition Polymerization, VDP）製備深奈米級聚亞醯胺超薄膜，探求無針孔薄膜之薄度極限，並探討介電崩潰之機制。 共聚合之二酸酐及二胺單體分別為hexafluoroiopropylidene- 2, 2-biphthalic anhydride（6FDA），以及4-4’-oxydianiline（ODA），藉由控制單體的沈積速率，製備出單體化學計量比為1之聚亞醯胺薄膜。量測其電壓—電流（I-V）曲線，可以判斷聚亞醯胺薄膜是否連續無針孔。以單一鋁原子所能填入之最小針孔，計算出特定電壓下之理論電流值。將量測所得之電流值與理論值相較：所得電流大於理論值者，薄膜含有針孔，其I-V曲線為一典型之歐姆曲線；反之，電流小於理論值者，則可判定為一連續無針孔之薄膜，其電流將維持在理論值之下，直至薄膜無法承受外加電壓，而發生介電崩潰。 利用掃描式原子探測顯微鏡（Scanning Probe Microscope）觀察聚亞醯胺薄膜表面型態，藉以推斷其介電崩潰之機制。介電崩潰前，聚亞醯胺表面之粗糙度之RMS為2.8 Å，Max height為23 Å；而崩潰後，RMS增為5.5 Å，Max height增為49 Å。原因為介電崩潰時，鋁膜針尖產生高熱，破壞針尖周圍之介電薄膜，導致鋁膜與下導電基材發生電導通之現象。 至目前，6FDA-ODA聚亞醯胺薄膜厚度在90 Å以上時，可製備出良率百分之百之無針孔薄膜；當膜厚為80 Å時，無針孔良率為88%；60 Å時，良率為70％；50 Å時，良率為62％；而40 Å時，良率為41％。