研究生: |
卓金鴻 Jin-Hong Cho |
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論文名稱: |
銅薄膜Surface Scattering之研究 Surface Scattering Study on Copper Thin Film |
指導教授: |
葉鳳生
Fon-Shan Huang |
口試委員: | |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
電機資訊學院 - 電子工程研究所 Institute of Electronics Engineering |
論文出版年: | 2007 |
畢業學年度: | 95 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 75 |
中文關鍵詞: | copper thin film 、surface scattering 、grain boundary scattering 、sheet resistance |
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本論文主要目的在研究不同金屬材料與銅薄膜於接面處發生的surface scattering。銅薄膜的上層與下層分別被不同金屬材料覆蓋後,使用四點探針量測薄膜的片電阻。最後把銅電阻率對銅薄膜厚度倒數做圖,我們可以得到surface scattering, grain boundary scattering 與銅bulk本身對電阻率之貢獻比重。
首先,使用物理濺鍍的方式製做樣品。樣品是由三層金屬薄膜組成。第一層金屬膜為銅的擴散阻障層,使用的材料包括Ta, TaN, TaSi, Ti, Cr, Mo 與 W。第二層金屬膜為銅,厚度範圍為31~305nm。第三層金屬膜之材料與第一層金屬膜相同。製做完銅薄膜後,使用AFM量測其表面之surface roughness。接下來,由銅膜的片電阻可以推算其電阻率,由surface roughness可以估計銅晶粒大小。最後把銅電阻率對銅薄膜厚度倒數做圖。為確保所有討論的樣品中,grain boundary scattering對電阻率的貢獻皆相同,所有樣品依晶粒大小被分為二類,即晶粒120nm樣品與晶粒90nm樣品。圖中的每一個樣品,皆有大小接近之晶粒與相同的擴散阻障層材料。本論文中,由銅電阻率對銅薄膜厚度倒數關係圖的直線斜率可以得到p值(specularity parameter),我們得到Mo的p值為0.73~0.75,TaSi的p值為0.74,TaN的p值為0.70,Ta的p值為0.58~0.60。以減少surface scattering的觀點而言,Mo提供最佳的擴散阻障層/銅接面,其次依序為TaSi, TaN與Ta。與其它實實驗之p值比較起來,本實驗之p值比較高。因此,我們成功製造出低surface scattering之擴散阻障層/銅界面。此外,由圖中的截距可以得到R值(reflectivity coefficient),其範圍為0.59~0.62,也比其它實驗的數值高。
參考文獻
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