TWI472642B - 加熱元件及其製備方法 - Google Patents

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Description

加熱元件及其製備方法
本發明係關於一種加熱元件，尤指一種包括摻氮鑽石層的加熱元件。
鑽石擁有許多優異的物理、化學、光學、力學與電學特性，例如它擁有高的熱傳導係數、具化學惰性、具有最高硬度、高楊氏係數與低摩擦係數、具有寬能隙與寬的光學穿透頻域、生物相容性等優點。因此，多晶鑽石(Polycrystalline diamond，簡稱PCD)為近年來工業界廣泛使用之材料，其優點除了擁有近似單晶鑽石之優良機械性質外，還能配合目的被加工為所需之形狀。現今使用化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)法來成長多晶鑽石薄膜，已經是相當成熟且普遍的方法，其主要係使用如氫氣、氧氣、碳氫材料及其他含碳材料等前驅材料，藉由各種形式之能量應用，以游離、激發含前驅材料之混合氣體，進而成長多晶鑽石膜。
此外，鑽石具有高聲速(acoustic velocity)特性，以超奈米鑽石(ultrananocrystalline diamond,UNCD)為例，量測值可高達~15,700m/s。如此高的聲速特性可應用在GHz等級的共振器(resonator)元件上，這是相同大小之矽共振器無法達到的操作頻率範圍。也因為如此，鑽石薄膜共振器有其研究的價值與應用面，茲以鑽石薄膜種類加以介 紹：微米鑽石(microcrystalline diamond,MCD)晶格大小約1~數百微米等級、奈米鑽石(nanocrystalline diamond,NCD)晶格大小約<100奈米及超奈米鑽石(ultra-nano-crystalline diamond,UNCD)晶格大小約3~5奈米。目前的鑽石薄膜的成長方式多半以化學氣相沈積法(CVD)為主。
因此業界亟需開發一種新的加熱元件，以應用於半導體人工鑽石工具，使其具有易清洗、防腐蝕、抗高溫、可重複清洗使用以降低成本等優點。
本發明之主要目的係在提供一種新穎之加熱元件及其製備方法，上述加熱元件包括一具有導電性質的摻氮鑽石層，其電阻值會隨溫度而改變，故可配合適度的通過電流而成為一可控溫的加熱元件。
在下文中，在相對空間關係的描述上，例如”之下”、”下面”、”較低”、”上面”、”較高”、以及其他類似用語，可用於此處以便描述圖式中一元件或特徵與另一元件或特徵之間的關係。舉例來說，若翻轉圖式中的裝置，原先被描述在其他元件或特徵”下面”或”之下”的元件或特徵，其方向就會變成在其他元件或特徵”上面”。因此，當描述”下面”時可涵蓋的方向包含”上面”及”下面”兩者。上述元件可另有其他導向方式(旋轉90度或朝其他方向)，此時的空間相對關係也可依上述方式解讀。
參見圖1A-1B，為達成上述目的，本發明提供一種加熱元件的製備方法，包括：(A)提供一第一混合氣體於一反應室中，其中上述第一混合氣體包括一惰性氣體及一含碳氣體；(B)於上述反應室中形成一電漿，使上述含碳氣體於一基板100上形成一鑽石層110；(C)提供一第二混合氣體於上述反應室中，其中上述第二混合氣體包括一惰性氣體、一含碳氣體、及氮氣；以及(D)於上述反應室中形成一電漿，使上述含碳氣體及上述氮氣於上述鑽石層110上形成一摻氮鑽石層120。
參見圖1C，在本發明之較佳實施例中，上述步驟(D)可視情況更包括一步驟(D1)形成一摻氮鑽石-石墨烯混成層(diamond-graphene hybrid)130。
參見圖1D-1F，在本發明之加熱元件的製備方法中，可重複上述形成鑽石層110、摻氮鑽石層120、及/或摻氮鑽石-石墨烯混成層130之步驟，因此上述鑽石層110、摻氮鑽石層120、及/或摻氮鑽石-石墨烯混成層130可為單層或多層，其中鑽石層110與摻氮鑽石層120、及/或鑽石層與摻氮鑽石-石墨烯混成層130可彼此相互交錯配置。由於石墨烯的化學活性較高，若直接與腐蝕性的化學物質接觸，由暴露在外之石墨烯所構成的加熱元件會較容易受到傷害，因此可視需要將摻氮鑽石-石墨烯混成層130包覆或夾設於兩個絕緣的鑽石層110之間。
於本發明之加熱元件的製備方法中，其中，上述步驟(D1)係於溫度為900℃至1200℃下，於壓力為80 Torr至500 Torr下進行20-300分鐘。
於本發明中，上述惰性氣體較佳為氬氣、氪氣、氙氣或其混合氣體，但更佳為氬氣。在一較佳實施例中，上述含碳氣體為甲烷，而上述惰性氣體為氬氣，其中可含小量氫氣或含氧氣體，但不限於此。
在本發明之實施例中，上述步驟(B)可於溫度為200℃至900℃下，壓力為50 Torr至300 Torr下進行40-90分鐘，較佳地於溫度為600-800℃下，壓力為50-110 Torr下進行50-70分鐘。
在本發明之實施例中，上述步驟(D)係於溫度為700℃至1200℃下，壓力為80 Torr至300 Torr下進行40-90分鐘，較佳地於溫度為1000-1100℃下，壓力為80-100 Torr下進行50-70分鐘。
在一實施例中，上述鑽石層及/或上述摻氮鑽石層可於一微波電漿化學氣相沉積系統中形成，其中上述微波電漿化學氣相沉積系統的一微波功率為200W至1550W，且以上述反應室之每公升體積為基準，上述混合氣體之總流量為1 sccm至100 sccm。此外，於本發明中，本領域中具有通常知識者可視微波頻率及反應器大小而調整適當之微波功率，舉例說明，若使用5 cm至7 cm直徑之基板載台及2.45 GHz微波，則微波功率較佳為200W至1500W。
在本發明之加熱元件的製備方法中，上述含碳氣體於上述第一混合氣體中之體積百分比為0.05%至50%，較佳為0.1%至80%，而含碳氣體於上述第二混合氣體中之體積百分比為0.05%至50%，較佳為0.1%至3%。此外，上述氮氣於上述第二混合氣體中之體積百分比為10%至50%，較佳為20%至50%。在本發明之一實施例中，係使用甲烷作為含碳氣體，其含量較佳為0.1%至10%。在一實施例中，本發明於1000瓦微波功率及100Torr沉積壓力下，較佳為控制混合氣體之總流量1 sccm至200 sccm(以反應室之每公升體積為基準)，更佳為10 sccm至100 sccm，以提高鑽石層以及摻氮鑽石層之品質。
本發明之鑽石層、摻氮鑽石層、及/或摻氮鑽石-石墨烯混成層可彼此互相作為對方成核之種晶，相較於鑽石層、摻氮鑽石層、及/或摻氮鑽石-石墨烯混成層形成於基板之上，鑽石層、摻氮鑽石層、及/或摻氮鑽石-石墨烯混成層形成於種晶上的速率可加快約兩倍左右。例如，在本發明之一實施例中，提供77%Ar/3%CH4 /20%N2 混和氣體並且利用1000 W的微波，於885℃ 100 Torr的環境下進行反應3小時，摻氮奈米晶鑽石(NDD)形成於奈米晶鑽石(NCD)上的速率可達5μm/hr；另於提供98.5%Ar/1.5%CH4 混和氣體並且利用760 W的微波，於750℃ 110 Torr的環境下進行反應1小時，奈米晶鑽石(NCD)形成於摻氮奈米晶鑽石(NDD)上的速率可達2.8μm/hr。
此外，本發明更可藉由控制混合氣體流量，避免反應室中過多的含碳氣體形成碳粒(carbon soots)，以提高合成鑽石層以及摻氮鑽石層之純度與品質。詳細地說，習知製法常因氣相合成碳粒而造成電漿形成不穩定之橘紅色電漿區域，因而影響鑽石之純度與品質，導致製程失敗，然而，本發明可隨反應室之大小、微波功率之大小、沉積壓力之高低及混合氣體中含碳氣體之含量，調低上述混合氣體之總流量，以延長反應氣體於反應室內駐留時間(residence time)，因而使反應室內之碳量略低於氣相合成碳粒所需量，以避免氣相合成碳粒造成電漿不穩定，進而提高鑽石層以及摻氮鑽石層之品質。具體地說，於實際操作時，操作者可藉由觀察電漿中是否形成不穩定之橘紅色電漿區域，以調整較佳之混合氣體總流量；亦即，於本發明中，較佳為，藉由調整上述第一及第二混合氣體之總流量，以避免上述電漿形成橘紅色電漿區域。
參見圖1A-1B，本發明另提供一種加熱元件，包括一基板100；一鑽石層110，位於上述基板100之上；以及一摻氮鑽石層120，位於上述鑽石層之上。上述鑽石層的厚度可介於0.1~2μm，較佳介於0.3-1μm。此外，本發明之加熱元件，更可包括一石墨烯層，與該摻氮鑽石層混成，形成一摻氮鑽石-石墨烯混成層(diamond-graphene hybrid)130，如圖1C所式。上述摻氮鑽石層的厚度可介於0.5~5μm，較佳介於1-3μm。
參見圖1D-1F，在較佳實施例中，本發明之加熱元件可視情況包括複數個上述鑽石層110、複數個上述摻氮鑽石層120、及/或複數個上述摻氮鑽石-石墨烯混成層130，其中各個上述複數個鑽石層110與各個上述複數個摻氮鑽石層120可彼此交錯配置，及/或上述複數個鑽石層110與各個上述複數個摻氮鑽石-石墨烯混成層130可彼此交錯配置。本發明之鑽石層110可具有絕緣性，可將具有半導體導電性質的摻氮鑽石層120及/或摻氮鑽石-石墨烯混成層130夾設於鑽石層110之間、之上、及/或之下，使此摻氮鑽石層120及/或摻氮鑽石-石墨烯混成層130成為一熱電阻材料。
於本發明之上述加熱元件中，當施加一外加電流或電壓於該加熱元件上時，特別是施加於摻氮鑽石層或摻氮鑽石-石墨烯混成層時，可使加熱元件導通，使溫度上升而達到加熱之目的。
在本發明之實施例中，上述摻氮鑽石層中的氮含量佔上述摻氮鑽石層的重量百分比10-50wt%，較佳15-25 wt%。
在本發明之其他實施例中，上述摻氮鑽石-石墨烯混成層(diamond-graphene hybrid)中的上述摻氮鑽石層與上述石墨烯的厚度比可介於1：0.5-10。
於本發明中，上述基板除耐溫外並無特殊限制，其可為任何欲沉積鑽石膜之標的物。該基板亦可於製成加熱器之後蝕刻去除、僅留下全碳且由鑽石膜包覆之加熱器。在此，本發明可於有外加或未外加偏壓(如DC偏壓或RF偏壓)之條件下，於導電基板或絕緣基板上成核；尤其，相較於 須額外形成碳塗層作為過渡層之習知技術，本發明可直接於非碳相表面上進行鑽石成核，無需額外形成碳塗層作為過渡層，亦即，本發明可直接於不具碳塗層之非鑽石基板(如矽基板或二氧化矽基板)上成核，然而，本發明亦可間接於非碳相表面上進行鑽石成核，僅視需要而選擇適當的方式，而非限於此。舉例而言，本發明所使用之基板可為，但不限於：一玻璃基板、一石英基板、一矽基板、或一金屬基板，例如molybdenum耐高溫金屬。
綜上所述，本發明在鑽石薄膜技術的基礎上，利用電漿輔助化學氣相沈積(MPCVD)法，應用均勻、高密度之電漿，於最佳化之含Ar/C/H/O的混合反應氣體中，由預先佈植基板上之鑽石奈米顆粒成長而形成連續薄膜，再持續鑽石沈積製程而製成各種晶粒大小之高品質鑽石薄膜，包含超級奈米鑽石、奈米鑽石、多晶微米鑽石、及單晶鑽石。純鑽石室溫下是良好的電絕緣体，於選擇部位加入非碳元素(氮元素)以取代鑽石之碳元素則可產生半導體之鑽石。半導體之鑽石之電阻值隨溫度而改變，故量測其電阻值可得知其溫度；而適度通過電流也可使其成為一個電熱器。於選擇部位加入非碳元素(氮元素)亦可產生導電性較高的多層石墨烯與半導體鑽石的混合物，達到較高之導電度並於低電壓下獲得較高的加熱功率。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
實施例1
本實施例使用石英鐘罩式之SEKI 1.5kW微波電漿化學氣相沉積系統進行鑽石成核與生長，以形成本發明之鑽石層、摻氮鑽石層、及/或摻氮鑽石-石墨烯混成層。
首先，將一矽基板浸於10 wt%鑽石奈米微粒的DMSO懸浮溶液中30分鐘，使鑽石奈米微粒預合成於該基板之上。接著，於760 W微波功率及110 Torr沉積壓力下，控制混合氣體之總流量100 sccm(以反應室之每公升體積為基準)，通以98.5% Ar/1.5%CH4 的混合氣體，於基板溫度605-800℃下進行反應1小時，以形成一電絕緣的奈米晶鑽石(NCD)層於該基板之上。
於1000瓦微波功率及90 Torr沉積壓力下，控制混合氣體之總流量100 sccm(以反應室之每公升體積為基準)，通以77%Ar/3%CH4 /20%N2 混和氣體，於基板溫度950~1150℃下進行反應1小時，以形成一摻氮奈米晶鑽石(NDD)層於該奈米晶鑽石(NCD)層之上。
本實施例之摻氮奈米晶鑽石(NDD)形成於奈米晶鑽石(NCD)上的速率可達5μm/hr；奈米晶鑽石(NCD)形成於摻氮奈米晶鑽石(NDD)上的速率可達2.7μm/hr。
請參照圖1A，本實施例所製得之加熱元件，包括一基板100；一鑽石層110，位於上述基板100之上；以及一摻氮鑽石層120，位於上述鑽石層110之上。
當施加一外加電流於本實施例之加熱元件上時，特別是施加於摻氮鑽石層時，可使加熱元件導通。經由紅外線檢測結果顯示(圖未示)，透過施加一外加電流，本實施例之加熱元件其溫度確實可提升。
圖2A及圖2B分別顯示本實施之奈米晶鑽石(NCD)以及摻氮奈米晶鑽石(NDD)沉積電漿的光放射頻譜，其中圖2A及圖2B的主要差異在於圖2B中可觀察到明顯之CN訊號峰，此訊號峰的出現證實了具有摻氮。
實施例2
本實施例之製程條件與實施例1大致相同，惟不同處在於，本實施例之形成摻氮奈米晶鑽石(NDD)所使用之鍍膜及載體氣體為67%Ar/3%CH4 /30%N2 混和氣體為，其含氮氣含量增加10%，以提高摻氮量。
實施例3
本實施例之製程條件與實施例1大致相同，惟不同處在於，本實施例之形成摻氮奈米晶鑽石(NDD)所使用之鍍 膜及載體氣體為72%Ar/3%CH4 /25%N2 混和氣體為，其含氮氣含量增加5%。
實施例4
在由實施例1-3所得之基板/奈米晶鑽石(NCD)/摻氮奈米晶鑽石(NDD)結構上，再形成一奈米晶鑽石(NCD)層。上述製程條件為：於760 W微波功率及110 Torr沉積壓力下，控制混合氣體之總流量100 sccm(以反應室之每公升體積為基準)，通以98.5% Ar/1.5%CH4 的混合氣體，於基板溫度600-800℃下進行反應1小時。
據此，如圖1D所示，本實施例所製得之加熱元件，包括：一基板100；複數個鑽石層110，位於上述基板100之上；以及一摻氮鑽石層120，夾設於上述複數個鑽石層110之間。
實施例5
在由實施例1-3所得之基板/奈米晶鑽石(NCD)/摻氮奈米晶鑽石(NDD)結構上，形成一石墨烯層，此石墨烯層與摻氮奈米晶鑽石(NDD)混成形成一摻氮鑽石-石墨烯混合層。上述製程條件為：於1150瓦微波功率及84Torr沉積壓力下，控制混合氣體之總流量100 sccm(以反應室之每公升體積為基準)，通以72%Ar/3%CH4 /25%N2 混和氣體，於基板溫度950~1150℃下進行反應60分鐘。
據此，如圖1C所示，本實施例所製得之加熱元件，包括：一基板100；一鑽石層110，位於上述基板100之上；以 及一摻氮鑽石-石墨烯混成層130，位於上述鑽石層110之上。
實施例6
在由實施例1-3所得之基板/奈米晶鑽石(NCD)結構上，形成一圖3所示摻氮奈米晶鑽石(NDD)-摻氮石墨烯層混合層，由摻氮石墨烯與摻氮奈米晶鑽石(NDD)混合形成。上述製程條件為：(1)於700瓦微波功率及50Torr沉積壓力下，控制混合氣體之總流量50 sccm(以反應室之每公升體積為基準)，通以67%Ar/3%CH4 /30%N2 混和氣體，基板溫度745℃下進行反應10-15分鐘；於1150瓦微波功率及84Torr沉積壓力下，控制混合氣體之總流量50 sccm(以反應室之每公升體積為基準)，通以67%Ar/3%CH4 /30%N2 混和氣體，基板溫度1150℃下進行反應60-65分鐘。
圖3A顯示一摻氮奈米晶鑽石(NDD)-摻氮石墨烯層混合層之SEM圖，及圖3B顯示摻氮奈米晶鑽石(NDD)-摻氮石墨烯層混合層的拉曼光譜圖。如圖3A與圖3B所示，當調整適當的製程參數時，可於單一製程步驟中，同時形成摻氮奈米晶鑽石與摻氮石墨烯層之混合層。
據此，本實施例所製得之加熱元件，包括：一基板100；一摻氮鑽石-摻氮石墨烯混成層130，位於上述鑽石層100之上；一基板100位於上述一摻氮鑽石-摻氮石墨烯混合層130之上。
當施加一外加電流於本實施例之加熱元件上時，特別是施加於摻氮鑽石-石墨烯混成層時，可使加熱元件導通。 經由紅外線檢測結果顯示(圖未示)，透過施加一外加電流，本實施例之加熱元件其溫度確實可提升。
實施例7
圖4A及圖4B顯示本實施例之加熱元件及其製造流程圖，其中圖4B係根據圖4A之A-A’剖面線所示之剖面示意圖。
本實施例之加熱元件製作流程係與實施例1相同，除了摻氮鑽石層120沉積後更進行一圖案化製程，以定義一電極區域。而後，再於摻氮鑽石層120之電極區域上形成電極200，在此係為鈦電極，而可完成本實施例之加熱元件。在此，電極200材料可為本技術領域已知之電極材料，而不僅限於鈦電極。
當施加一外加電流於本實施例之加熱元件上時，特別是施加於電極200上時，可使加熱元件導通，而達到加熱之目的。
實施例8
本實施例之加熱元件及結構係與實施例7相同，除了摻氮鑽石層為實施例5之摻氮鑽石-石墨烯混成層。
本發明在鑽石薄膜技術的基礎上，利用電漿輔助化學氣相沈積(MPCVD)法，應用均勻、高密度之電漿，於最佳化之含Ar/C/H/O的混合反應氣體中，由預先佈植基板上之鑽石奈米顆粒成長而形成連續薄膜，再持續鑽石沈積製程而製成各種晶粒大小之高品質鑽石薄膜，可包含奈米鑽石、多晶微米鑽石、及單晶鑽石。此外，本發明更可藉由 控制混合氣體流量，避免反應室中過多的含碳氣體形成碳粒(carbon soots)，以提高合成鑽石層以及摻氮鑽石層之純度與品質。純鑽石室溫下是良好的電絕緣体，於選擇部位加入非碳元素(氮元素)以取代鑽石之碳元素則可產生半導體之鑽石。半導體之鑽石之電阻值隨溫度而改變，故量測其電阻值可得知其溫度；摻雜於晶界的氮亦可提高導電度；而適度通過電流也可使其成為一個電熱器。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧基板
110‧‧‧鑽石層
120‧‧‧摻氮鑽石層
130‧‧‧摻氮鑽石-石墨烯混成層
200‧‧‧電極
圖1A-1F係顯示本發明較佳實施例之加熱元件的截面示意圖。
圖2A及圖2B分別顯示本實施之奈米晶鑽石(NCD)以及摻氮奈米晶鑽石(NDD)沉積電漿的光放射頻譜。
圖3A顯示實施例6之摻氮鑽石-摻氮石墨烯混成層之SEM圖。
圖3B顯示實施例6之摻氮鑽石-摻氮石墨烯混成層之拉曼光譜圖。
圖4A係顯示本發明實施例7之加熱元件的示意圖。
圖4B係顯示根據圖4A之剖面線所示之加熱元件製造流程圖。
100‧‧‧基板
110‧‧‧鑽石層
120‧‧‧摻氮鑽石層
130‧‧‧摻氮鑽石-石墨烯混成層

Claims (19)

  1. 一種加熱元件，包括一基板；一鑽石層，位於該基板之上；以及一摻氮鑽石-石墨烯混成層(diamond-graphene hybrid)，位於該鑽石層之上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之加熱元件，其中該基板為一玻璃基板、一石英基板、一矽基板、或一金屬基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之加熱元件，其中更可包括複數個該鑽石層及/或複數個該摻氮鑽石-石墨烯混成層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之加熱元件，其中各個該複數個該鑽石層與各個該複數個該摻氮鑽石-石墨烯混成層彼此交錯配置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之加熱元件，其中，該摻氮鑽石-石墨烯混成層係由一石墨烯層，與一摻氮鑽石層混成而形成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之加熱元件，其中該摻氮鑽石層中的氮含量佔該摻氮鑽石層的重量百分比15-25wt%。
  7. 一種加熱元件的製備方法，包括：(A)提供一第一混合氣體於一反應室中，其中該第一混合氣體包括一惰性氣體及一含碳氣體； (B)於該反應室中形成一電漿，使該含碳氣體於一基板上形成一鑽石層；(C)提供一第二混合氣體於該反應室中，其中該第二混合氣體包括一惰性氣體、一含碳氣體、及氮氣；(D)於該反應室中形成一電漿，使該含碳氣體及該氮氣於該鑽石層上形成一摻氮鑽石層；以及(D1)形成一石墨烯層於該摻氮鑽石層上，該石墨烯層與該摻氮鑽石層混成形成一摻氮鑽石-石墨烯混成層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該含碳氣體為甲烷，而該惰性氣體為氬氣。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該含碳氣體於該第一混合氣體中之體積百分比為0.1%~80%。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該含碳氣體於該第二混合氣體中之體積百分比為0.1~5%。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該氮氣於該第二混合氣體中之體積百分比為10%至50%。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該氮氣於該第二混合氣體中之體積百分比為20%至50%。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該步驟(B)係於溫度為200℃至900℃下，壓力為50Torr至300Torr下進行20-300分鐘。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該步驟(D)係於溫度為700℃至1200℃下，壓力為80Torr至300Torr下進行20-300分鐘。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該鑽石層及/或該摻氮鑽石層係於一微波電漿化學氣相沉積系統中形成。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之加熱元件的製備方法，其中，該微波電漿化學氣相沉積系統的一微波功率為100W至1500W，且以該反應室之每公升體積為基準，該混合氣體之總流量為1sccm至200sccm。
  17. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中，該步驟(D1)係於溫度為900℃至1200℃下，於壓力為80Torr至300Torr下進行20-300分鐘。
  18. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中該基板係為一玻璃基板、一石英基板、一矽基板、或一金屬基板。
  19. 如申請專利範圍第7項所述之加熱元件的製備方法，其中製成該摻氮鑽石層的氣體氮含量佔該混合氣體體積百分比10-50%。
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