應力對矽酸鉿奈米薄膜的影響

Abstract

本論文研究分成兩部分，第一部分為討論在無施加應力下，藉由改變矽酸鉿的成分比例及退火溫度來探討薄膜特性的變化。由實驗結果得知矽酸鉿薄膜在快速熱退火後，其結晶性會隨著鉿的成份比例降低而變差，而當薄膜摻雜高比例的矽時，其成分接近二氧化矽，故結晶所需溫度會提高很多。而且在預估成份比例為Hf30Si70的薄膜中，經穿透式電子顯微鏡的表面分析發現經1000℃快速熱退火60秒後其相分離的機制可能為成核生長(Nucleation and Growth) ; 但經950℃持溫60秒後其相分離的機制卻為離相分解(Spinodal Decomposition)。 第二部分先討論應力施加於二氧化鉿薄膜的效應，再探討應力施加於矽酸鉿薄膜的作用。由實驗可得知無應力施加的試片在退火過程中，介面層成長伴隨壓應力的產生，為了釋放此應力將矽原子射出，在二氧化鉿表面形成一層薄薄的覆?層，而結晶上的差異主要為二氧化矽覆?層產生與否。 接著探討應力施加於矽酸鉿薄膜，由實驗結果得知有施加應力的矽酸鉿薄膜其結晶性比無應力的佳，其主因亦為應力施加於矽酸鉿薄膜可以抑制介面層成長，同時抑制矽向表面擴散形成二氧化矽覆?層，使二氧化矽覆?層的來源只剩矽酸鉿薄膜相分離出的二氧化矽，可能導致覆?層變的更薄或覆?的不完全，讓覆?層無法有效地影響其結晶性。

Date of Award	2015 Aug 24
Original language	Chinese
Supervisor	Chuan-Feng Shih (Supervisor)