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類鑽石薄膜之研究
Thesis

類鑽石薄膜之研究

王立明
Masters, National Tsing Hua University
1991

Abstract

類鑽石薄膜研究
本實驗利用直流磁控濺鍍鎗(DC Magnetron Sputtering Gun) 、以石墨為靶,通入甲醇蒸氣與氬氣產生電漿,製作出厚度均勻,附著性佳,性質優良的類鑽石薄膜 (DLC)。備製得之類鑽膜以α-step 測量膜厚,以FTIR分析其中鍵結形態,以拉曼光譜(Raman Spectrum)分析膜中結構的規則程度,以四腳探針測膜之面電阻,SEM 觀察膜表面情形,以3M膠帶做附著性量測。FTIR結果顯示膜中碳主要以sp□形式存在,sp□的碳含量很小;此外實驗製作出之膜,氫含量非常少。基板溫度一方面提供到達基板的活化基熱能,加速其反應速率,另外一方面會使膜中較弱的鍵結因熱振動而打斷,使粒子逸出,留下較穩定不易打斷之鍵結,且造成膜厚的減小。基板偏壓為正時,會吸引大量的電子到達基板,介入碳碳間的鍵結反應,使其鍵結較不穩定,易因熱振動而打斷;基板偏壓為負時,則造成Ar﹢及 H﹢到達基板,Ar﹢具有較大的動量,撞擊膜表面會使膜內鍵結扭曲及結構局部缺陷,而 H﹢則對膜造成侵蝕(etch),且提高膜中氫含量。此系統已做過三個系統的實驗,其使用氣體皆不相同,經比較後得到以下結論:1.本系統所製之膜因通入氣體不同而在氫含量sp□及sp□之碳存在比例,等性質上有所不同。2.在不同氣氛下之鍍膜以sp□為主。3.膜中氫的來源主要由電漿中之 H﹢到達基板而來,以碳氫活化基形式到達之氫易因熱振動及Ar﹢的撞擊而逸出。

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