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研究生: 鄭之偉
Jr-Wei Jen
論文名稱: 二氧化鉿與氮化鈦薄膜的AFM場致氧化研究
Investigation of AFM-field induced oxidation on HfO2 and TiN thin films
指導教授: 羅榮立
Rong-Li Lo
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 46
中文關鍵詞: 二氧化鉿原子力顯微鏡場致氧化氮化鈦力距離曲線
外文關鍵詞: HfO2, AFM, induced-oxidation, TiN, force distance curve
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  • 我們使用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy,AFM)在HfO2/Si(100)及TiN/Si(100)樣品上進行場致陽極氧化反應製造氧化物,並改變脈衝電壓與時間,觀察這些參數對製作氧化物上有什麼影響。除此之外,我們還將製作好氧化圖形浸泡HF溶液,觀察氧化物被HF蝕刻的變化。
    實驗結果顯示,脈衝電壓的大小、施加電壓的時間對於製作氧化物上,有定性上的性質。在蝕刻方面,則發現經退火650oC的HfO2/Si(100)的蝕刻情形與場致陽極氧化反應的氧化物高度有關。
    最後我們還在TiN/Si(100)上量測Force distance curve,分析TiN薄膜經過場致氧化後產生的氧化物TiOxNy在受到紫外光照射後,水膜毛細作用力是否有所差別。


    By using atomic force microscopy (AFM), we investigated the AFM-induced anodic oxidation on HfO2/Si(100) and TiN/Si(100) surfaces. The heights of oxide pattern are dependent on magnitude and duration of voltage pulse. We also compared the wet etching properties of oxide patterns in diluted HF aqueous solution.
    Our experimental results show that height of oxide patterns has qualitative properties with pulse voltage and duration. Etching rates of oxide patterns on HfO2 surface are not the same between different oxide heights. The etching rate of AFM-induced oxide of HfO2 film, which is post-annealed at 650oC, is related to its height.
    After fabricating oxides on TiN surface, we measured adhesion forces on oxidized and non-oxidized regions by force-distance curves. The force-distance curve experiments (measurements of capillary force) are also carried out on ultraviolet-irradiated and annealed AFM-induced oxides on TiN films.

    目 錄 摘要 …………………………………………………………I 誌謝. ……………………………………… ……………II 圖目錄 ………………………………………………………IV 表格目錄. …………………………………………………VI 圖表目錄. …………………………………………………VII 第一章 簡介 ……………………………………………………1 第二章 原理 ……………………………………………………3 (1)原子力顯微鏡的力曲線與測量模式 ……………………3 (2)儀器細部說明 ……………………………………………5 (3)陽極氧化原理 ……………………………………………9 (4)Force-distance curve …………………………………10 第三章 實驗方法………………………………………………13 (1)儀器 ………………………………………………………13 (2)樣品 ………………………………………………………13 (3)量測、微影、蝕刻 ………………………………………14 (4)氧化線與氧化方塊的製作 ………………………………14 第四章 HfO2/Si(100)薄膜的場致氧化與蝕刻 ………………16 (1)陽極氧化數據分析 ………………………………………16 (2)蝕刻數據分析 ……………………………………………18 (3)實驗數據總結 ……………………………………………26 (4)實驗結果探討 ……………………………………………28 第五章 TiN/Si(100)薄膜的場致氧化與蝕刻…………………30 (1)陽極氧化數據分析 ………………………………………30 (2)Force-distance curve量測 ……………………………32 (3)實驗數據總結 ……………………………………………38 (4)實驗結果探討 ……………………………………………39 第六章 結論……………………………………………………43 參考文獻 …………………………………………………………45

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