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以鑽石超微粉為靶材及其沉積非晶質鑽石膜 |
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專利名稱 |
以鑽石超微粉為靶材及其沉積非晶質鑽石膜 |
專利證書號 |
00541349 |
專利權人 |
林啟瑞 |
專利國家 |
台灣
, |
發明人 |
林啟瑞 |
應用領域 |
電子(半導體), 奈米, 光電, 機械, 材料 |
需求項目 |
專利授權 |
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專利商品特色:
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1.一種奈米級鑽石靶材之材料,不加入異質原料,其特徵在於該材料形狀可直接作為濺鍍機使用的靶材,經X-RAY繞射顯示,其2θ在43°,75°,92°各有一個繞射峰,雖比鑽石的X-RAY繞射峰之半高寬較寬,但已具有鑽石結構(四面體/SP3鍵結)之前驅物,可作為高能動力學控制途徑技術的靶材,可以明顯降低形成非晶質鑽石膜之活化能,可直接將能量傳遞至鑽石結構的碳,使其鍵結重組成為具結晶性的鑽石結構,反應所需之活化能明顯變小。
2.如申請專利範圍第1項之材料,其製作奈米級鑽石靶材在不添加任何物質作為鍵結劑之裝置,利用精密電子天平稱量奈米級鑽石份量約十二公克,以特製模具用約二十噸至三十噸間壓力擠壓下成形。
3.一種製造奈米級鑽石超微粉靶材沉積出非晶質鑽石膜之方法,其特徵在於不必通入甲烷,直接應用射頻濺鍍的方法,其
(A)前處理製程條件為矽晶切割約10mm×10mm正方形基板,為增加附著力將矽晶基板刮鑽石膏做前處理。
(B)製程條件為RF功率為100W,真空度為0.05torr,濺鍍時間9h至13h。
(C)再放入微波電漿氣相沈積系統(Microwave Chemical Vapour Deposition System)中加氫電漿做蝕刻,製程條件為1000W,15torr,添加H2:80sccm,基板溫度:370℃,時間:15min至25min可獲得非晶質鑽石膜。
4.如申請專利範圍第3項之方法,其中基板刮鑽石膏做前處理,RF功率為100W,真空度為0.05torr,濺鍍時間11.5h,再放入微波電漿氣相沈積系統(Microwave Chemical Vapour Deposition System)中加氫電漿做蝕刻,製程條件為1000W,15torr,添加H2:80sccm,基板溫度:370℃,時間:20min產生薄膜品質較佳。
5.如申請專利範圍第3項之方法,可獲得表面粗糙度RMS=6.351nm,奈米硬度為23.82GPa,表面電阻為5MΩ/□,其能隙為1.925ev的非晶質鑽石膜。
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專利商品技術說明:
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本發明係應用射頻濺鍍的沉積方式,自行設計與製造奈米級鑽石靶材,利用射頻能量,在矽基材上成長非晶質鑽石膜。鑽石靶是以工業用奈米級鑽石超微粉,不添加鍵結劑或經燒結過程,直接利用壓床壓製而成。探討此一新穎方法成長非晶質鑽石薄膜的可能性及薄膜特性與參數之間的關係。於不必通過甲烷,應用射頻濺鍍的方式,成功地沉積出非晶質鑽石膜。實驗結果顯示,在製程條件:基板刮鑽石膏做前處理,RF功率為100W,真空度為0.05torr,濺鍍時間11.5h,再放入微波電漿氣相沈積系統(Microwave Chemical Vapour Deposition System)中加氫電漿做蝕刻,蝕刻條件為1000W,15torr,添加H2:80sccm,基板溫度:370℃,時間:20min,可獲得表面粗糙度RMS=6.351nm,奈米硬度為23.82GPa,表面電阻>5MΩ/口,能隙為1.925ev及非鑽石碳比率Pg=1.2%的非晶質鑽石膜。
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