化學氣相沈積氮化鈦和鋁在極大型積體電路金屬連線之先導性研究

Abstract

本計畫以用化學氣相沈積方式作氮化鈦和 鋁的金屬化為研究主旨,氮化鈦在極大型積體 電路製程中用來防止鋁的擴散,作淺接面的接 觸.傳統方式鍍氮化鈦是用活性濺鍍(Reactivesputtering),也即用Ar離子來撞擊鈦,在反應腔內通 以氮氣,所以在沈積過程中就形成了氮化鈦,這 種方式在接觸洞(Contacthole)大於0.35微米時,尚 可應付所需,但小於0.35微米時,金屬與矽接觸的 可靠性就不敷所求,而化學氣相沈積最大的特 色就是Comformality,其Step coverage的能力不是用濺 鍍可相比的.所以本計畫研究的第一個目標是 用低壓化學氣相沈積設備來形成氮化鈦,所用 的原料有兩種,均為液態,用Carrier gas帶入反應腔以作沈積,原料為TDEAT和TDMAT,其沈積物理與電 性,將在本計畫作詳細分析,選用此種原料主要 原因是在沈積溫度450.degree.C以下仍有合理的沈 積率以便這種技術可適用於多層金屬連線的VIA ,基於同樣理由,用濺鍍方式無法達成鋁在接觸 洞的Step coverage需求,尤其是接觸洞的尺寸小於 0.25微米 而Aspect ratio又大於1.6時,化學氣相沈積 幾乎勢在必行,所以在化學氣相沈積氮化鈦之 後,再用化學氣相沈積鋁是一很自然的趨勢.本 計畫第二目標即為研究鋁化學氣相沈積之特性 .所用的原料也為液體,計畫選兩種原料作實驗, 利用蒸氣壓夠高,才能產生合理的沈積率,原料 為TIBAL和DMA1H,研究重點為物性、電性和元件製 程之相容性.其中以DMA1H最具潛力,因為它具有 選擇性沈積於金屬或矽的能力.在本計畫將對 鋁的選擇性沈積作一探討,本計畫以先期性研 究下一代極大型積體電路金屬連線和接觸技術 ,期望不僅在學術上對金屬化學沈積有所了解, 而且寄望在此領域對我國積體電路工業有所貢 獻.