鎢矽氮化物和鈦鎢矽化物在砷化鎵上蕭基接觸之研究

Abstract

砷化鎵半場效電晶體的自我調整閘製程中，閘極材料必需在高溫退火後仍能與砷化 鎵晶片保持良好的蕭基接觸。此研究即以反應式射頻濺鍍的鎢矽氮化物和鈦鎢矽化 物做為砷化鎵上之蕭基接觸，並探討其蕭基特性在不同退火溫度和濺鍍膜的矽含量 下的影響。 鎢矽氮化物薄膜是在混合的氮氣和氬氣的氣氛下濺鍍完成的，當膜中矽含量愈高時 ，鎢矽氮化物的結晶溫度也愈高，而且介面熱穩定性較佳，即使經過 950℃退火處 理，仍然保持非晶狀結構，而有效的抑制砷和鎵往外擴散，維持良好的蕭基特性。 鈦鎢矽化物薄膜是在氬氣氣氛中濺鍍形成的，當膜中矽與鎢的原子比例為0.36時， 高溫退火後會形成單一的 W□Si□，而且其與砷化鎵的蕭基接觸特性比其它成分的 薄膜穩定。鈦原子會加速鎢矽化物的形成，並降低結晶溫度，此外，高溫退火時， 鈦原子非常容易擴散至砷化鎵基材，而且砷原子也會擴散至薄膜，造成介面孔洞的 形成，因此退火後電性較差。 比較鎢矽氮化物和鈦鎢矽化物的特性，可知鎢矽氮化物是較適合做為電晶體的閘極 材料。