矽化鎢(Wsi□ )薄膜之製備及其氧化特性

Abstract

本論文之研究係用雙電子束蒸鍍系統，將鎢和矽元素同時蒸發鍍於矽晶片以及矽晶片 之氧化膜上，再加氮氣熱處理，以形成結晶態之二矽鎢(wsi2)薄膜。蒸鍍時之元素含 量比例，以矽元素之含量稍大於應比例為宜。如此可較佳品質之wsi2薄膜。且經適當 熱處理後之電阻係數可降至32μΩ-cm 。在氧化特性方面，wsi2╱si結構於800至110 0℃ ，不論乾氧或濕氧均可得良好品質之二氧化矽膜。氧化過程中，矽晶片之矽原子 能夠經由快速的擴散作用穿出矽化鎢膜，而在氧化矽膜和矽化鎢膜的界面狀況與氧化 反應。因而，從背面散射(RBS) 光譜及展阻分佈測量都可證明wsi2膜的厚度及界面狀 況均未變化。wsi2的氧化速率比單晶矽和複晶矽都要快些。wsi2╱sio2╱si結構的氧 化機構較為複雜，而且由於欠缺矽原子的供應，有可能牽涉到部分的wsi2變相為w5si 3。 在高溫氧化時，表面破壞現容易發生，尤以較薄之矽化鎢膜為然，( 例如高於85 0℃)。wsi2可用電漿蝕刻法在CF4 及O2氣中加以蝕刻，也可以在含少量氟酸的HF╱HN O3酸液中進行。