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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:郭雪鈴
研究生(外文):Kuo, Hsueh-Ling
論文名稱:化學氣相沈積成長氮化鈦薄膜特性研究與電漿效應探討
論文名稱(外文):Investigation of Plasma Effect and Characteristics of TiN Films Grown by A CVD Technique
指導教授:周更生周更生引用關係
指導教授(外文):Chou Kan-Sen
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1998
畢業學年度:86
語文別:中文
論文頁數:118
中文關鍵詞:氮化鈦化學氣相沈積
外文關鍵詞:Titanium NitrideChemical Vapor Deposition
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氮化鈦(Titanium Nitride), TiN, 因其具有高熱穩定性(thermal
stability)與低電阻特性,而成為目前使用最為頻繁的阻障層。然而,隨著
積體電路積集度(integration)增加,不同金屬層與矽接面(contact hole)
或金屬層間(via)的高寬比率(aspect ratio),已達1到6不等的尺寸,傳統
物理氣相沈積(Physical Vapor Deposition, PVD)面臨到階梯覆蓋性不佳
的問題,遂有以化學氣相沈積法(Chemical Vapor Deposition,CVD)取代之
。 近來,利用化學氣相沈積法生長TiN薄膜已被廣泛的研究。而這些被
提出來的方法以TiCl4+NH3及MOCVD法居多。但前者須使用具危險性的
TiCl4,而後者有原料價格昂貴的缺點,所以,吾人乃嘗試利用單一錯化合物
TiCl4(NH3)2來做為生長TiN薄膜的前驅物(precursor),同時加入電漿反應
系統,研究薄膜成長特性及電漿之效應。 在原料特性了解方面,經由
EI-MS分析結果顯示,原料受熱昇華後會分解成TiCl4及NH3。 在薄膜特
性研究方面,初期成膜電阻質都在數千微歐母-公分以上,且顆粒差異極大
。當固定反應器壁之後,可有效控制顆粒大小差異。此外,薄膜若含有星星
狀(star-shaped)之顆粒,其沈積速率較快,且溫度愈高,結晶愈明顯,顆粒
也愈大。XRD分析顯示膜中均有TiNx及TiOx生成,顯然其雜質還是太多。
在電漿效應探討方面,電漿似可有效地去除TiOx等雜質。在Ar/N2反應系統
中,電阻質能效地降低到318.6微歐母-公分;在Ar/NH3反應系統中,電阻質
在209.4微歐母-公分左右。同時成膜有明顯的特定結晶方向Ti2N(110)。
且成膜之顆粒大小會隨著反應時間增加而增加,反應時間及電漿供應電力
的增加,使成膜往Ti2N(110)特定方向生長的趨勢也愈明顯。由於到目前為
止還沒有Ti2N單獨存在的報導,所以成膜應該同時含有Ti2N及TiN。在吾人
通入大量的N之後,Ti2N(110)特性峰消失了,可見有過量的N進入Ti2N+TiN
結構內,而變成非晶形(amorphous)之氮化鈦薄膜,電阻質成功地下降
到116.0微歐母-公分。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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