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  • 學位論文

氦離子對於氫分子離子佈植於矽所引發表面發泡之影響研究

指導教授 : 梁正宏
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摘要


本論文研究係探討在離子劈裂技術中,分別利用單階段氫氣分子離子佈植與兩階段不同順序、不同通量比例的氫氣分子離子和氦離子共佈植於矽(100)靶材,並隨著後續熱退火處理製程,觀察靶材表面所產生的表面發泡破裂現象,藉以瞭解氫氣分子離子與氦離子在其中所扮演的角色,提供以離子劈裂技術來製作絕緣體上矽結構中,如何選定離子佈植條件的重要參考。本論文所使用的特性量測分析儀器包含:拉曼光譜儀、二次離子質譜儀、穿透式電子顯微鏡、以及原子力顯微鏡。研究結果顯示:兩階段的佈植條件中,氦離子佈植的先後順序,因其影響靶材內部輻射損傷數量的多寡以及輻射損傷的分布情形,是為引發矽靶材表面發泡與發泡破裂的重要因素。矽靶材內部的佈植離子深度亦為一影響表面發泡與發泡破裂的相關因素。兩階段共佈植條件下,氦離子先行佈植的試片,其內部出現明顯的長條微裂縫,此一微裂縫的生成是為絕緣體上矽薄膜能否成功轉移的重要關鍵。故兩階段離子共佈植條件下,利用氦離子先行佈植之試片可以較單階段氫氣分子離子佈值提高了製作絕緣體上矽的成功機率。絕緣體上矽試片製作的結果顯示,先佈植 20 % 氦離子,後佈植 80 % 氫氣分子離子的兩階段共佈植試片可成功在 1 × 1 cm2 的面積上轉移約 60 % 的矽薄膜層,高於單階段氫氣分子離子佈植的 25 %,係為一製作絕緣體上矽結構較佳的條件。

參考文獻


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