Abstract
摘 要 本論文首先發展After-Glow 化學氣相沈積鋁膜技術。以Dimethylethylamine alane (DMEAA)為 precursor ，在反應室前端加上一個 2.45-GHz的微波源，DMEAA 通過微波源產生的 plasma，而後進入反應室，而形成 After-Glow的沈積方式。其次再瞭解AGCVD 鋁膜的薄膜性質，鋁膜的非選擇性沈積及 AGCVD Al 對 Via 的填充能力。利用四點探針 ( Four point Probe) ， X 光繞射 (XRD) ，掃瞄式電子顯微鏡(SEM) ，二次離子分析儀 (SIMS)等儀器以瞭解薄膜的電阻率，鋁膜的晶相，Grain Size，Via的填充，以及 Al 和 Si 相互擴散的現象。 在沉積溫度由 1700 ~ 190 0C時，加入 60 ~100W微波會影響到 DMEAA的分解，使鋁膜的晶粒大小變小，可形成非選擇性沈積及在填充0.25μm、Aspect ratio ~ 3的Via上有不錯的表現。在電阻率上，鋁膜約為 6μΩ-cm。由XRD顯示除了在 (111) (200)為主要晶相外，也有發現氧化鋁的存在。SIMS中發現有含量較高的 C及 O。而在熱穩定上經過 4500 C，30分鐘加熱後，有少許的Si透過 TiN而進入鋁膜中。而鋁的擴散入 Si則幾乎看不出來。在非選擇性的研究中，在一半SiO2，一半TiN的樣品上，170度 六十瓦一分鐘便能產生非選擇性的沉積，而XRD在SiO2上也有發現Al(111)的晶相，且氧化鋁的尖峰並不明顯。而在Blanket SiO2上，190度60瓦五分鐘也沒有辦法沉積出連續性的鋁膜。在SEM照片中，在TiN和SiO2上，鋁Grain size的大小差異並不大。此時在 SiO2上的Incubation time可減少到小於 30秒。在填充Via的研究中，熱烈解鋁膜由於GrainSize太大，沒有辦法填入0.3um width的 Via，因 AGCVD AL的Grain 都比較小，所以可以填入0.3um的Via中。即使在不同的溫度下相同的微波功率下，從170度到190度我們發現填充能力都不錯，即使在下窄上寬的Via，AGCVD Al也能填充。