類鑽碳薄膜散熱性質之研究｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	鄭生同 Cheng, Sheng-Tung
論文名稱：	類鑽碳薄膜散熱性質之研究 The Study of Thermal Conductivity of Diamond-like Carbon Thin Films
指導教授：	寇崇善 Kou, Chwung-Shan
口試委員:	周賢鎧劉偉強寇崇善
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2011
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	80
中文關鍵詞：	類鑽碳膜、發光二極體、DLC 、LED 、電路板、散熱、PCB
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LED晶片的接面溫度幾乎左右了LED產品的一切性質，如何有效地散熱成為LED產業發展的關鍵。有鑑於此，希望由實驗室自行開發之類鑽碳薄膜做為LED散熱基板的助益層並配合各種薄膜製程技術，有效地降低LED晶片的接面溫度，提升產品之可靠性。
以實驗室自組物理氣象化學沉積(PECVD)系統沉積類鑽碳薄膜，並利用LED半導體特性，分析LED熱平衡溫度置於不同製程條件電路板之關係，藉此研判各製程條件對電路板散熱性質的影響。實驗主要分為以下三個部分:研究改變類鑽碳製程偏壓，膜厚對電路板散熱性質之影響。輔以拉曼光譜分析類鑽碳薄膜鍵結組成，與散熱數據作一比較，對其關聯性作一討論。研究銅電極厚度對基板散熱性質之影響。細分為直接濺鍍銅電極，及結合電鍍、黃光技術增厚銅電極至數十微米兩部分。並以最佳參數製作電路基板，與多種市售基板做散熱性質比較，討論造成各種基板散熱性質差異之可能原因。實驗過程中發現銅電極與類鑽碳膜間存在著附著性不佳的問題，為解決此問題，嘗試加入濺鍍金屬鉻薄膜當作中介層，並以奈米刮痕儀分析鉻中介層的加入對銅膜附著性的改善程度。

第一章 緒論    7
1-1    前言    7
1-2 發光二極體    7
1-2-1 發光二極體簡介    7
1-2-2 LED產業所遭遇的瓶頸    10
1-3 類鑽碳膜    12
1-3-1 類鑽碳膜簡介    12
1-3-2 類鑽碳膜之組成    15
1-3-3 類鑽碳膜發展瓶頸    18
1-4 銅金屬性質與構造    20
1-5 研究動機    22
1-6 論文架構    22
第二章 理論基礎    23
2-1 物理氣相沉積法    23
2-1-1 物理氣相沉積法簡介[17-18]    23
2-1-2 蒸鍍法(Evaporation)[21]    25
2-1-3 濺鍍法(Sputtering)[22]    27
2-2 薄膜成膜理論    31
2-2-1 薄膜沉積    31
2-2-2 濺鍍薄膜微結構模型 [24]    32
2-3 電鍍銅原理[25]    34
2-4 熱傳導理論    37
2-4-1 熱傳導簡介    37
2-4-2 古典熱傳導理論[26]    37
第三章 實驗架構與流程    41
3-1 實驗腔體介紹    41
3-1-1 PECVD系統簡介    41
3-1-2 RF濺鍍系統簡介    44
3-2 電鍍，黃光，蝕刻流程    45
3-3 量測儀器    47
3-4 基板散熱性質定性分析法    51
3-5 實驗規劃    55
3-5-1 DLC製程參數對基板散熱性質之影響    55
3-5-2 銅電極厚度對基板散熱性質之影響    57
3-5-3 加入鉻中介層對銅膜附著力之影響    59
第四章 實驗結果與討論    61
4-1 製程成膜速率確定    61
4-1-1 濺鍍功率對銅膜沉積速率之影響    61
4-1-2 濺鍍功率對銅膜電阻率之影響    62
4-1-3 製程偏壓對DLC沉積速率之影響    63
4-2 DLC製程參數對基板散熱性質之影響    64
4-2-1 DLC製程偏壓對基板散熱性質之影響    64
4-2-2 DLC膜厚對基板散熱性質之影響    68
4-3 銅電極厚度對基板散熱性質之影響    71
4-3-1 濺鍍銅電極厚度對基板散熱性質之影響    71
4-3-2 電鍍增厚銅電極對基板散熱性質之影響    73
4-3-3 比較多種電路基板之散熱性質    75
4-4 加入鉻中介層對銅膜附著力之影響    77
第五章 結論    78
5-1 實驗結論    78
5-2 建議事項    79
參考文獻    80

                                

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全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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