鈧含量與熱處理對Al-Sc薄膜微結構與表面型態之影響; Effects of Sc Contents and Heat Treatment on Microstructure and Surface Morphology of Al-Sc alloy films

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Title:	鈧含量與熱處理對Al-Sc薄膜微結構與表面型態之影響;Effects of Sc Contents and Heat Treatment on Microstructure and Surface Morphology of Al-Sc alloy films
Authors:	盧俊傑;Chun-Chieh Lu
Contributors:	機械工程研究所
Keywords:	退火處理;突起;鋁薄膜;Sc含量;Sc content;Al alloy films;hillock;annealing
Date:	2004-06-17
Issue Date:	2009-09-21 11:45:54 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	鋁薄膜具有許多優異之特性，因此在半導體工業上廣泛應用於金屬導線的材料，但鋁薄膜在高溫環境下極易產生表面突起(hillock)，此表面突起容易造成金屬導線短路；在光學反射層上，亦因表面突起的形成，致使反射率降低。 Sc元素加入純鋁或鋁合金中，可使合金明顯產生晶粒細化及提高再結晶溫度。基於Al-Sc合金的特性，本實驗設計純鋁及不同Sc含量之三種薄膜，分別為99.99％純鋁、Al-0.2wt.％Sc及Al-0.4wt.％Sc，在200-500℃之溫度下，施以1hr之退火處理，並以穿透式電子顯微鏡(TEM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、熱壓應力量測及電阻率量測，探討純鋁及Al-Sc薄膜於剛沈積(as-deposited)狀態與不同退火溫度下的微結構及表面形態之變化。實驗結果顯示，於剛沈積(as-deposited)狀態下，純鋁薄膜已存在大量表面突起；Al-Sc薄膜則因細晶強化之故，可抑制表面突起之形成，且抑制之效果隨薄膜中Sc含量增加而增加。於退火狀態下，純鋁及Al-Sc薄膜因熱壓應力的累積，致使新表面突起的形成，且形成突起之退火溫度隨薄膜中Sc含量增加而增高。純鋁薄膜於300℃以上之溫度退火，由於再結晶的發生，致使電阻率降低；Al-Sc薄膜於300℃以上之溫度退火，因Al3Sc相析出及晶粒輕微成長，電阻率降低至與純鋁薄膜相近。
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