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1.一种利用碳六十生成碳化铍薄膜的制程方法,系 利用分子磊晶镀膜的方式,在超高真空的环境下, 蒸镀碳六十奈米薄膜于洁净且原子排列整齐之铍( 0001)的表面上,以加热退火方式反应生成碳化铍薄 膜,其特征为所生成之碳化铍薄膜,杂质浓度小于1% ,为具高度单晶特性之碳化铍(100)奈米薄膜。 2.如申请专利范围第1项所述之「制程方法」,其步 骤为: [步骤1]建立超高真空环境:以超高真空腔搭配机器 帮浦、涡轮帮浦及离子帮浦构成主要超高真空系 统之抽气设备,超高真空用之真空度计(ion gauge)用 来量测系统真空度,真空腔内气压必须维持在5x10- 11Torr; [步骤2]准备乾净之铍(0001)表面:铍(0001)样品表面在 超高真空中做多次的离子轰击(sputtering)及加热退 火(annealing)的处理,去除表面氧化物及其他物质,处 理过后,铍(0001)表面确定乾净无误,始进行下一步 骤; [步骤3]蒸镀碳六十分子至铍(0001)表面:使用之碳六 十材料为纯度99.95%之碳六十粉末,内仍含少量之溶 剂与杂质,是故在蒸镀前仍需预作溶剂与杂质清除 之工作,溶剂与杂质清除的动作为在超高真空中, 对碳六十粉末预做加热退火(annealing)至500度C的处 理,使碳六十粉末中之溶剂与杂质挥发至真空中, 进一步纯化碳六十粉末,使得在作碳六十蒸镀时, 气压得以维持在1X10-10Torr,蒸镀碳六十分子至铍( 0001)表面时,蒸镀碳六十粉末的温度为450度C,蒸镀 速率为每7分钟蒸镀一层(monolayer)碳六十分子,使得 碳六十分子平整的一层一层排列在基底上(layer by layer growth); [步骤4]对奈米级碳六十薄膜作加热退火之处理:(a) 蒸镀2层(double layer)碳六十分子薄膜至铍(0001)表面, (b)对碳六十薄膜做200度C预热使碳六十分子排列更 有序,(c)对碳六十薄膜做250度C加热退火,使第二层 以上碳六十分子挥发至真空中,仅留单层原子在铍 (0001)表面上,(d)再对碳六十薄膜做350度C加热退火, 此时碳六十分子大部分已崩解,部分已与铍反应, 形成碳化铍。(e)再对碳六十薄膜做450度C加热退火 ,此时碳六十分子崩解后之碳已完全与铍反应,形 成碳化铍,此时碳化铍表面原子排列有序,表面同 时有3个互相夹120度角之3个区块(domain)存在; 以上步骤制作之碳化铍薄膜估计厚度为1.4nm,若欲 加厚度,只要将碳六十蒸镀于碳化铍(100)奈米薄膜 之上,重复步骤3与4,即可加厚碳化铍薄膜。 图式简单说明: 图1:洁净铍(0001)之LEED图像。 图2:真空紫外光光电子发射能谱(UPS)。 图3:碳化铍之LEED图像。 图4:碳1s能阶之X光光电子发射能谱(XPS)。 |
