Abstract
本研究是利用場發射式穿透電子顯微鏡(FEG-TEM)及能量過濾成像系統(Energy-Filter)來觀察離子化金屬電漿薄膜沉積技術(Ionized MetalPlasma)沉積之鈦金屬薄膜特性. 離子化金屬電漿薄膜沉積技術是利用濺鍍(Sputtering)與電感耦式電漿(Inductively Coupled Plasma,簡稱ICP)互相結合的方式來達成獨立控制被濺鍍物質離子化程度與離子能量.本實驗控制製程條件中之基板偏壓來探討其對薄膜特性的影響.主要研究方向為:(1)階梯覆蓋能力(Step Coverage),(2)IMP Ti/Si界面研究.實驗結果顯示,鈦薄膜於接觸井(Contact)的階梯覆蓋能力,隨著基板偏壓的增加而有明顯的改善.當基板偏壓頻率達到13.56MHz(及基板偏壓達到-164V)時,鈦薄膜於接觸井(Contact)的階梯覆蓋能力在相對比率(Aspect Ratio)增至5.5依然能保持38.51%的水準.突懸(Over-hang)比率近乎零的"Corner-Rounding"輪廓使IMP Ti於高接觸井的應用沒有傳統製程薄膜沉積不良的現象.另一方面,在鈦矽界面研究中得知,離子化金屬電漿薄膜沉積技術所沉積的離子具有高密度與高動量的特性.因此在薄膜沉積初期,會對矽基材表面產生濺擊效果.由鈦矽界面層的厚度與沉積時間的多項式函數關係亦可推論出,IMP Ti/Si界面反應初期的動力並非界面反應速率控制(Interface Controlled),或是擴散反應控制(DiffesionControlled).