臺灣博碩士論文加值系統

　　本論文的主旨為研究化學氣相沉積法合成鑽石薄膜之 技術。內容包
括兩個主題，將於第二章及第三章中分別探討。　　第二章探討摻硼對多
晶鑽石膜之形態，品質及陰極發光(cathodoluminescence) 的影響。本實
驗採用硼酸三甲酯(B(OCH3)3)為摻雜源，在甲烷加二氧化碳之氣相組成中
，以微波電漿化學氣相沈積法(MPCVD)合成摻硼之多晶質鑽石薄膜。鑽石
膜分別合成於ｐ型及ｎ型Si(100)基板上，並以掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀
察表面形態；以拉曼光譜儀 (Raman spectroscopy)鑑定鑽石品質；以二
次離子質譜儀 (SIMS)分析摻硼濃度；最後以陰極光譜儀(CL
spectroscopy)觀察摻硼對其陰極發光的影響。我們發現添加硼酸三甲酯
作為摻雜源使鑽石之結晶性降低，並使其品質變差。但適當地降低甲烷濃
度，仍可合成結晶性良好的鑽石膜。SIMS分析則顯示硼原子在鑽石膜中的
縱深分佈相當均勻，即使膜厚達到 6μm仍有良好的均勻性。在CL光譜分
析方面，未摻硼之鑽石膜其放射特徵峰出現在2.8∼2.9eV處的藍光區，呈
現藍色發光。而摻硼後其放射特徵峰轉至2.3∼2.4eV附近的綠光區，呈現
綠色發光，且放射強度增加。由此結果我們推論硼原子已成功地摻入鑽石
結構中的取代型位置(substitutional site)而達到摻硼的目的。 @　 利
用化學氣相沈積法合成鑽石膜的另一個目標就是朝大面積化發展。第三章
探討大面積化熱燈絲化學氣相沈積設備 (HFCVD)的建立過程及構造細節。
本設備主要利用數條平行之鎢絲並聯，使裂解反應涵蓋區域增加以利大面
積鑽石膜之合成。文中對燈絲配置、冷卻系統、供氣方式及操作過程都有
詳細論述。合成之大面積鑽石膜及其品質分析鑑定亦在本章末詳細報導。

This thesis was intended as an investigation of diamond films
synthesized by chemical vapor deposition (CVD). Two subjects
were investigated in chapter 2 and chapter 3 respectively. In
chapter 2, the effects of dopant source concentration on
morphological features and cathodoluminescence (CL) of
polycrystalline diamond films were investigated. Chapter 3
reports the details of establishing a hot filament assisted
chemical vapor deposition (HFCVD) set-up for large-area diamond
synthesis.