具有低电阻系数之平滑氮化钛膜

摘要

氮化钛膜的电阻系数降低例如40%或更多(至小于大约60微欧母-公分);及，表面的粗糙度系由在沉积期间使用特别程序条件的组合而降低大约45%(至小于6)。尤其，在钛靶上冲击惰性气体离子而产生的钛原子通过高密度，感应耦合RF等离子体-一种离子金属等离子体(IMP)，其中钛原子至少部份地离子化。离子化的钛离子系与也存在于处理室里之离子化的氮原子接触。所得的混合物系与氮化钛障蔽层沉积其上的半导体基板表面接触。藉由控制气相沉积混合物组份，接触基板表面一段既定时间后之沉积混合物的数量，及在处理室里面的压力，来调整氮化钛的电阻系数及表面粗糙度。氮化钛障蔽层的电阻系数原则上系以氮化钛的结晶取向测定。结晶取向越接近100%的{200}取向(lll取向的百分以较低)，薄膜电阻系数越低。结晶取向系藉由增加沉积混合物的离子化含量及藉由减慢氮化钛薄膜(障蔽层)沉积的速度而得。氮化钛层的表面粗糙度主要藉由减低影响薄膜构成动态之程序容器压力而降低。沉积混合物之离子化含量增加系有助于表面粗糙度降低，直到达转折点-在该转折点之后表面粗糙度随离子化含量增加而增加。

主权项

1.一种氮化钛薄膜,其具有小于大约75微欧母-公分的电阻系数及小于大约11A的表面粗糙度。2.根据申请专利范围第1项的氮化钛薄膜,其具有小于大约60微欧母-公分的电阻系数。3.根据申请专利范围第2项的氮化钛薄膜,其具有小于大约8A的表面粗糙度。4.一种制造氮化钛薄膜的方法,该薄膜具有小于大约75微欧母-公分之电阻系数,该方法包括下列步骤:a)控制制造该薄膜的气相沉积混合物组成物;及b)控制该薄膜沉积在基板上的速度。5.根据申请专利范围第4项的方法,其中该沉积系藉由使用反应性离子沉积方法进行,以及其中藉由控制程序变因,包括施加在溅射靶的DC功率及施加在离子化来源的RF功率来控制该气相混合物组合物。6.根据申请专利范围第5项的方法,其中该离子化来源为离子化线圈。7.根据申请专利范围第4项的方法,其中该沉积系藉由使用反应性离子沉积方法进行,以及该薄膜沉积于基板上的速度系藉由控制进行该反应性离子沉积方法之程序容器里的压力来控制。8.一种制造氮化钛薄膜的方法,该薄膜具有小于大约75微欧母-公分之电阻系数,该方法包括控制该氮化钛薄膜的结晶取向,以具有至少70%的{200}结晶取向。9.根据申请专利范围第8项的方法,其中该氮化钛薄膜系藉由使用反应性离子沉积方法而得,以及其中该结晶取向系由增加气相沉积混合物的离子化含量而得。10.根据申请专利范围第9项的方法,其中该结晶取向进一步地由减慢氮化钛薄膜沉积在基板上的速度而得。11.一种制造氮化钛薄膜的方法,该薄膜具有小于大约11A之表面粗糙度,其该方法包括含有下列步骤的反应性离子沉积方法:a)控制该薄膜沉积在基板上的速度;及b)控制制造该薄膜的气相沉积混合物组成物里的离子化含量。12.根据申请专利范围第11项的方法,其中该薄膜沉积于基板上的速度系藉由控制进行该反应性离子沉积方法之程序容器里的压力来控制。13.根据申请专利范围第12项的方法,其中该离子化含量为气相沉积混合物里的离子化含量,其系藉由控制施加于离子化来源的RF功率来控制。14.一种制造氮化钛薄膜的方法,该薄膜具有小于大约75微欧母-公分之电阻系数及具有小于大约11A之表面粗糙度,该方法包括反应性离子沉积方法及包括下列步骤:控制该薄膜沉积在基板上的速度;及控制制造该薄膜之气相沉积混合物组成物里的离子化含量。15.根据申请专利范围第14项的方法,其中该沉积速度系藉由控制进行该反应性离子沉积方法之程序容器里的压力来控制。16.根据申请专利范围第15项的方法,其中该沉积混合物里的该离子化含量,系藉由控制施加于离子化来源的RF功率来控制。17.根据申请专利范围第16项的方法,其中该离子化来源为离子化线圈。图式简单说明:第一图A系显示内连通组合件的剖面概视图,其包括:介电基板,例如二氧化矽;覆盖扩散障蔽层,较佳为氮化钛;及具有覆盖该扩散障蔽层的导电层,较佳为铝。第一图B系显示第一图A之内连通组合件在应力及/或电磁作用已损害铝导电层的电导性以致于氮化钛扩散障蔽层变成内连通组合件之功能性导电层后的剖面概视图。第二图系显示能以离子金属等离子体增强物理蒸汽沉积之处理室的元件概视图。第三图A系显示电阻系数为大约203微欧母及表面粗糙度为大约15A之氮化钛薄膜的X光扩散曲线。第三图B系显示使用本发明方法制得及电阻系数为大约52微欧母和表面粗糙度为大约5A之氮化钛薄膜的X光扩散曲线。第四图A系显示氮化钛薄膜的电阻系数随{200}结晶取向之百分比下降的函数。第四图B系显示氮化钛薄膜的电阻系数随离子化线圈RF功率增加(由沉积氮化钛薄膜所得之气相混合物的离子化含量增加)而降低。第四图C系显示氮化钛薄膜的电阻系数随靶DC功率增加(可在气相里处理之钛原子数量增加而最后氮化钛薄膜的沉积速度增加)而降低。第五图A系显示氮化钛薄膜的表面粗糙度对钛靶DC功率及对离子化线圈RF功率之函数的三度空间图,处理室里的压力保持不变。第五图B系显示氮化钛薄膜的表面粗糙度对钛靶DC功率及对处理室里的压力之函数的三度空间图,离子化线圈RF功率保持不变。第五图C系显示氮化钛薄膜的表面粗糙度对离子化线圈RF功率及对处理室里的压力之函数的三度空间图,钛靶DC功率保持不变。