學位論文
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Item 以拉曼散射光譜分析氮化鎵與碳化矽薄膜之應變分佈(2012) 鍾佩君; Pei-Chun Chung我們測量氮化鎵與碳化矽薄膜的拉曼散射光譜，研究薄膜的晶格結構，並以直線掃描方式測量薄膜截面的拉曼散射光譜，分析拉曼特徵峰參數隨距離薄膜表面不同深度的變化，進一步建立膜厚與應變、殘餘應力的相關性。 首先，7.6 micrometre厚度氮化鎵薄膜的拉曼散射光譜顯示兩個顯著特徵峰(E2(high)與A1(LO)對稱性振動模)，其頻率位置約為569 cm-1與739 cm-1，截面光譜顯示五個一階拉曼活性振動模，E2(low)、A1(TO)、E1(TO)、E2(high)、及E1(LO)拉曼特徵峰的頻率位置約為143 cm-1、531 cm-1、558 cm-1、567 cm-1及740 cm-1，這意味著，氮化鎵薄膜屬於六方烏采晶格結構。而5.0 micrometre厚度碳化矽薄膜表面與截面的拉曼散射光譜皆顯示TO與LO對稱性振動模，其頻率位置約為796.1 cm-1與970.5 cm-1，代表碳化矽薄膜為立方晶系結構。 接著，我們以直線掃描方式測量薄膜截面的拉曼散射光譜，發現7.6 micrometre厚度的氮化鎵薄膜之E2(high)對稱性振動模與5.0 micrometre厚度的碳化矽薄膜之TO振動模愈接近基板界面，其頻率位置展示藍移現象；反之，4.0 m厚度、及摻雜矽之4.0 micrometre與2.0 micrometre厚度氮化鎵薄膜之E2(high)對稱性振動模顯示紅移現象。 氮化鎵薄膜的E2(high)振動模出現紅移現象，代表薄膜內部存在伸張應變，此時薄膜與基板的晶格常數不匹配對薄膜應變影響較明顯；若是薄膜的E2(high)振動模出現藍移現象，則表示薄膜內部存在壓縮應變，此結果表示熱膨脹係數對應變的影響較顯著。氮化鎵薄膜與藍寶石基板交界面的應變量值約為8.0 × 10-4 ～ 1.16 × 10-3 。而碳化矽薄膜的TO振動模出現藍移現象，此與碳化矽薄膜的沉積溫度與速率有關，其與矽基板交界面處的應變量值約為1.78 × 10-4。