Abstract
本論文的主題，是以穿透式電子顯微鏡及能量過濾成像系統觀察失效的擴散障礙層的微結構及鋁、鈦、矽、氮、氧的散分布；並和正常的擴散障礙層，在微結構及成份分布上作一比較。擴散障礙層正常的試片和失效的試片在製程上幾乎一樣。唯一的分別，是正常的試片多了對擴散障礙層填充氧的步驟。此一步驟，在擴散障礙層中形成厚厚約 2nm 的富氧層， 而這富氧層在高分辨影像及能量過濾影像中均可清楚辨識。在失效的擴散障礙層中，除了鋁滲漏到矽基材中之外，鈦、氮元素亦有不正常的擴散分布。 本實驗主要使用的分析工具是：場發射電鏡、附裝在電鏡上的能量過濾鏡、以及 X 光能量分散光譜儀。 場發射槍電鏡發射光源電子的方式較特殊；它射出的電子束，能量分散小、相干性好，而且可以聚成很小的尺寸卻依然保有很高的電流密度。能量分散小，可以提高能量過濾器的能量解析率； 電子探針小，可提高 X 光能量分散光譜儀的空間解析率。所以，場發射槍電鏡特別適合用做成份分析。