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研究生:劉家福
研究生(外文):Chia-Fu Liu
論文名稱:自然氧化層對Ag/Ni/Ti/Si反應的影響
論文名稱(外文):The Influences of Native Oxide in Reaction of Ag/Ni/Ti/Si Systems
指導教授:鄭 偉 鈞
指導教授(外文):Wei-chun Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:自然氧化層薄膜
外文關鍵詞:Native oxideSifilmAg/Ni/Ti
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在本實驗中,分別將鈦、鎳、銀蒸鍍到有自然氧化層的(100)矽基材上和無自然氧化層的(100)矽基材上,經過不同溫度的熱處理,使用穿透式電子顯微鏡、X-光繞射分析和掃描式電子顯微鏡等儀器研究分析自然氧化層對於矽界面反應之影響。
在有自然氧化層的試片,經400℃熱處理後自然氧化層消失並且有TiNi3出現,600熱處理後以Ti4Ni4Si7和NiSi2等結構為主,在800℃則全部以Ti4Ni4Si7結構為主。
在無自然氧化層的試片,400℃熱處理後也有同樣TiNi3結構的出現,但在經600℃熱處理後,生成相則以Ti4Ni4Si7結構為主加上少量的NiSi2結構,在800℃時也是以三元的Ti4Ni4Si7結構為主。
自然氧化層的存在類似一層阻障層的效果,大約10Å的自然氧化層在矽晶片上就會對金屬矽化物形成有影響,會使得生成相的反應溫度提高。

The influences of native oxide of the silicides formation in Ag/Ni/Ti/Si systems have been investigated by transmission electron microscopy, X-ray diffraction analysis and scanning electron microscope. For the specimen with native oxide, a TiNi3 compound was found on the specimen, but the native oxide disappear after annealing at 400℃. At 600℃, there was quite an amount of Ti4Ni4Si7 and NiSi2 on the specimen. Furthermore, there was only Ti4Ni4Si7 on the specimen after annealing at 800℃. As for the specimens without native oxide, the TiNi3 compound was the same as found on the specimen with native oxide, annealing at 400℃. The Ti4Ni4Si7 ternary compound combine with a little NiSi2 compound were found, annealing at 600℃. The Ti4Ni4Si7 was the only composition as found on the specimen with native oxide after annealing at 800℃. The native oxide can act as a barrier between films and Si. The thickness of native oxide about 10Å on Si surface was enough to retard the reaction for silicides formation in Ag/Ni/Ti/Si systems.

第一章 前 言 1
第二章 文獻回顧 3
 2.1薄膜界面反應 3
 2.2鈦-矽系統的界面反應 5
 2.3鎳-矽系統的界面反應 7
 2.4鈦-自然氧化層和鎳-自然氧化層的界面反應 10
 2.5鎳-鈦-矽三元系統的界面反應 10
第三章 實驗方法 16
 3.1實驗方法 16
3.1.1矽基材準備 16
3.1.2薄膜蒸鍍 17
3.1.3退火熱處理 17
 3.2分析設備與方法 17
  3.2.1穿透式電子顯微鏡(TEM) 17
  3.2.2 掃描式電子顯微鏡(SEM) 19
  3.2.3 X光繞射儀(XRD) 20
第四章 結果與討論 22
 4.1 XRD實驗結果 22
  4.1.1無自然氧化層之矽晶片 22
  4.1.2有自然氧化層之矽晶片 23
 4.2 SEM結果 24
  4.2.1無自然氧化層之矽晶片 24
  4.2.2有自然氧化層之矽晶片 24
 4.3 TEM結果 25
  4.3.1無自然氧化層之矽晶片 25
4.3.1.1未經熱處理之試片 25
4.3.1.2經200℃退火熱處理之試片 26
4.3.1.3經400℃退火熱處理之試片 26
4.3.1.4經600℃退火熱處理之試片 27
4.3.1.5經800℃退火熱處理之試片 28
  4.3.2有自然氧化層之矽晶片 29
4.3.2.1未經熱處理之試片 29
4.3.2.2經200℃退火熱處理之試片 29
4.3.2.3經400℃退火熱處理之試片 30
4.3.2.4經600℃退火熱處理之試片 31
4.3.2.5經800℃退火熱處理之試片 32
 4.4討 論 33
  4.4.1 XRD討 論 33
  4.4.2 TEM討 論 34
第五章 結 論 68
參考文獻 69

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