Abstract
本論文之目的在於研究以遠端微波電漿化學氣相沈積方法所非選擇性沈積之鋁膜性質。首先，在同樣沈積壓力、沈積時間下，改變沈積溫度，量測熱裂解沈積時在鈦上沈積之鋁膜厚度與片電阻，以及加上為微波電漿後，在鈦、氮化鈦與二氧化矽上沈積之鋁膜厚度與片電阻，以獲得沈積速率與電阻率。之後再以XRD分析鋁膜中之晶向；以SEM研究選擇性、表面morphology以及晶粒尺寸；以SIMS來瞭解薄膜中之成分組成。 結果發現熱裂解沈積時，沈積具有選擇性，在經450℃烤水氣後選擇性可獲得改善。在170~200℃之溫度範圍，沉積速率隨溫度下降。在190℃沈積時，鋁膜電阻率達到最低值6.4μΩ-cm。在所有的溫度，晶粒大小都在0.5~1.4μm之間；但表面morphology隨溫度上昇而改善。由XRD與SIMS分析知鋁膜中含有氧化鋁成分，其量多寡影響了電阻率之高低。氧化鋁之來源可能是在反應室中殘留的水氣。 加上遠端微波電漿後，鋁之沈積喪失了選擇性且沈積速率較慢。沈積速率與電阻率與基材種類與溫度並無太大關係。而XRD與SIMS圖形得知，加上微波電漿後，鋁膜中氧化鋁成分較熱裂解沈積時為少，故電阻率較低，最佳者是加上40W的電漿在180℃所沉積之鋁膜，電阻率為4.6μΩ-cm，而由XRD幾乎看不出氧化鋁之存在。在鈦上沉積之鋁晶粒尺寸最小，鋁膜表面morphology最佳；在二氧化矽上者較大、較不均勻，表面morphology並不很好。 總而言之，加上微波電漿後，除了沈速率較慢外，無論是電阻率、表面平坦度、晶體結構、process window均較熱裂沈積為佳。因此吾人認為，加上微波電漿而沈積之鋁膜可能較單純的熱裂解式沈積更為適用在積體電路之製程。