在矽/二氧化矽/鎢--鈦/鋁(1%)系統中薄膜間反應之研究

Abstract

本計劃利用穿透式電子顯微鏡和薄膜X 光繞射儀來研究Si/SiO /W-Ti/A1-1%Si系統中 鋁－－鎢層之間的薄膜反應。反應系在400℃, 450℃和500℃ 進行1 小時到300 小時 。實驗的結果指出反應過程是由鎢擴散到鋁層而控制。鋁－鎢之間的反應首先是在其 界面生成體心立方的Al W 化合物，當反應持續進行時Al W 會與鎢反應而在二者之 界面生成一種單斜晶系的Al W, Al W的反應是在鋁膜將要完全轉變成Al W 時開始發 生。由各薄膜層厚度的變化可以決定出鋁、鎢反應的動力現象，由實驗結果分析後得 知鋁鎢之間的反應是擴散控制，反應的數量可以用y=D(T) 的方程式來描述，上式中 y 為反應掉的薄膜厚度，t 為反應時間而D(T) 則是隨溫度而變的速率常數。D(T) 可 以用Arrhenius方程式D(T)=D exp(-Q/kT) 來描述，其中Q 為反應之活化能，k 為B－ oltzman常數，T 為溫度，D 為與溫度無關的常數項。由本實驗的結果得知鋁的反應活 化能為1.64ev而鎢的反應活化能為 1.94ev。在本項研究中我們也探討了由於微結構的 改變對片電阻所造成的影響。