Abstract
利用微波電漿氣鍍法(MPCVD) 可在許多非鑽石基材上成長出品質良好的鑽石膜，但因基材與鑽石膜的熱膨脹係數或晶格常數的差異，致在常溫下薄膜有內應力存在。當內應力過大時，鑽石膜會有裂痕、脫層等現象產生，使得鑽石膜在應用上受到限制。本實驗是利用彎柄儀技術量測成長在矽基材上的鑽石膜。鑽石膜內應力主要由熱應力與本質應力所組成。鑽石膜在室溫下的熱應力呈壓應力，其理論值為260 Mpa 。而鑽石的晶格常數比矽小，致本質應力呈張應力。鑽石膜內應力受膜的結晶性、晶粒大小、非鑽石相含量多寡（如非晶質碳、氫、石墨等）所影響。本實驗中鑽石膜在室溫下的內應力均呈壓應力。在高甲烷濃度下所成長的鑽石膜，其內應力值較大，且膜中所含的缺陷密度大。在稀釋效應中，添加 Ar 於高甲烷濃度成長系統中，可有效提高氫原子濃度，增加SP□/SP□ 之比例，改善鑽石膜品質。表面形態由原球形結構轉變為以 (111)，(100) 晶面為主的八面體晶體結構且晶粒變大。膜內應力值因結晶性提高而降低。利用Ar來取代氫氣流量時，表面形態以(100) 晶面為主，且在Ar與氫氣流量比為1:3 時所成長的鑽石膜品質最佳。鑽石膜之磨耗試驗顯示：高品質之鑽石膜磨耗係數低、耐磨性佳。而利用 X-rayline broadening 的方法計算所得的微應變可反映出晶體結構中所含的缺陷密度的多寡。