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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李宗信
研究生(外文):Tsung-Hsin Lee
論文名稱:雷射輔助化學氣相沉積法成長氮氧化矽膜
論文名稱(外文):Silicon Oxynitride Grown by Laser Assisted Chemical Vapor Deposition
指導教授:李清庭
指導教授(外文):Ching-Ting Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:43
中文關鍵詞:雷射化學氣相沉積氮氧化矽電漿
外文關鍵詞:Silicon OxynitrideCVDlaserplasma
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本文以實驗室自行研發組裝的二氧化碳雷射,結合傳統電漿激發式化學氣相沉積系統(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, 簡稱PECVD),形成新式薄膜沉積系統,我們稱此種以雷射輔助的PECVD製程稱之為LAPECVD(Laser Assisted PECVD)。我們利用此系統在波導材料的研究上,以應用於各式光通訊元件之研發。
在本論中利用LAPECVD系統,引導二氧化碳雷射斜向到反應室中,照射在矽基板上,在低溫製程下(55oC),可製作出低傳輸損耗、表面平整度佳、良好的抗氧化性等性質的氮氧化矽(SiOxNy)膜,且藉由反應氣體矽烷(SiH4)與一氧化二氮(N2O,俗稱笑氣)比例上不同,可製作出所需的折射率之波導材料。


第一章 前言……………………………………………………………1
第二章 薄膜沉積與雷射原理…………………………………………3
2-1 電漿激發式化學氣相沉積系統………………………………3
2-2 二氧化碳雷射基本工作原理…………………………………5
2-3 二氧化碳雷射輔助電漿激發式化學氣相沉積系統…………8
第三章 實驗裝置與方法………………………………………………10
3-1 二氧化碳輔助電漿激發式化學氣相沉積系統………………10
3-1-1 電漿激發式化學氣相沉積系統………………………10
3-1-2 二氧化碳雷射與光學系統……………………………12
3-2 實驗步驟………………………………………………………13
3-2-1 試片清洗與成長………………………………………13
3-2-2 硒化鋅鏡面清洗………………………………………15
3-3 薄膜特性量測與分析…………………………………………16
3-4 紅外線光譜分析原理…………………………………………17
第四章 結果與討論……………………………………………………19
4-1 以二氧化碳雷射輔助PECVD法沉積氮氧化矽膜………………20
4-2 氮氧化矽鍵結狀態與光傳輸損失關係之討論………………21
4-3 氮氧化矽膜表面平整度之討論………………………………23
4-4 氮氧化矽膜抗氧化性之研究…………………………………24
第五章 總結……………………………………………………………26
參考資料……………………………………………………………………27


[1] M. K. Smit and C. van Dam, “PHASR-Based :WDM-Devices principles, design and applications,” IEEE J. Select. Topics Quantum Electron., vol. 2, pp. 236-250, June 1996.[2] H. S. Tsai, G. J. Jaw, S. H. Chang, C. C. Cheng, C. T. Lee, H. P. Liu, ”Laser-assisted plasma-enhanced chemical vapor deposition of silicon nitride thin film,” Surface and Coatings Technology, vol. 132, pp. 158-162, 2000.[3] 張俊彥 主編,積體電路製程及設備技術手冊 ,中華民國產業科技發展協進會,1997。[4] D. L. Smith, Characterization of plasma-enhanced CVD processes, Pennsylvania:Materials Research Society, 1990.[5] M. Konuma, Film Deposition by Plasma Techniques, Berlin:Springer-Verlag, 1992.[6] F. Jansen, Plasma Deposited Thin Films, edited by J. Mort and F. Jansen, Florida:CRC Press, 1985.[7] 莊達人 著,VLSI製造技術,高立圖書出版社,第146頁,2000。[8] 丁勝懋 著,雷射工程導論,第四版,中央圖書出版社,1998。[9] H. Lydtin and R. Wilden, Deposition of Metal:Laser-Aided technique, Metals and materials 7, 1973. [10] J. Mazumder and A. Kar, “Theory and Application of Laser Chemical Vapor Deposition,” New York:Plenum Press, 1995.[11] Ian W. Boyd, “Laser Processing of Thin Films and Microstructures,” Berlin Heidelberg,:Springer-Verlag, 1987.[12] D. Bäuerle, Chemical Processing with Laser, Berlin Heidelberg:Springer-Verlag, 1986. [13] 蔡宏盛 著,二氧化碳雷射在化學氣相沉積法(CVD)上的應用, 國立中央大學博士論文, 2000。[14] 汪建民 主編,材料分析,中國材料科學學會,第十八章,1998。[15] M. Hoffmann, P. Kopka, E. Voges, “Low-Loss Fiber-Matched Low-Temperature PECVD Waveguides with Small-Core Dimensions for Optical Communication Systems,” IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 9, pp.1238-1240, 1997.[16] M. V. Klein, T. E. Furtak, Optics, Canada : John Wiley & Sons, 1986. [17] P. A. Molian and A. Waschek, “CO2-Laser Deposition of Diamond Thin-Films on Electronic Materials,” Journal of Materials Science, vol. 28, iss 7, pp. 1733-1737, 1993.[18] T. ToKuyama, S. Kimura, T. Warabisako, E. Murakami, K. Miyake, Laser Processing and Diagnostics, Berlin: Springer-Verlag, 1984.[19] K. Wörhoff, A. Driessen, P. V. Lambeck, L. T. H. Hilderink, P. W. C. Linder and Th. J. A. Popma, “Plasma enhanced chemical vapor deposition silicon oxynitride optimized for application in integrated optics,” Sensors and Actuators, vol. 74, pp. 9-12, 1999.[20] D. Tonneau, Y. Pauleau, G. Auvert, “Chemical processes promoted by CO2 laser-assisted decomposition of silane on silica substrates,” J. Appl. Phys., vol. 65, pp. 4410-4413, 1989.[21] H. S. Tsai, G. J. Jaw, S. H. Chang, C. C. Cheng, C. T. Lee, H. P. Liu, “Laser-assisted plasma-enhanced chemical vapor deposition of silicon nitride thin film,” Surface and Coatings Technology, vol. 132, pp. 158-162, 2000.

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