Page 44 - 能量採集技術開啟醫療應用新局

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圖2:元素週期表中的鉑族金屬。
值 在材料的結晶方面，晶粒尺度 除了與結構強度有關外，最重要的 即是電性。一般隨著薄膜形成的厚 度、溫度增加，相對應的晶粒會變 大、晶界也就減少;當電子受晶界 阻擋減少而移動變快時，電阻就會 相對較低。
圖3:Ru薄膜在不同退火溫度下電阻率(a)與XRD (b)的分析結果。
(資料來源:American Chemical Society. 2021, 33, 5639−5651)
圖4:5nm Ru薄膜在常溫與400度高溫退火後的XRD分析結果比較。
(資料來源:Integrated Service Technology, Inc)
(Contact plug)或襯墊層的材料。 些金屬材料製作成數十奈米厚度 所以，在研發階段又該如何判 或更薄的極薄膜(Ultra-thin film) 定新材料的特性能符合需求?當這 時，需經過高溫製程，是否後續仍
另外，隨著退火溫度升高，晶 粒也會成長，而當金屬線尺度越來 越小，晶粒成長受限，結晶的方向 就會影響電子流動的速度。因此， 在厚度數奈米以上的薄膜，使用低 掠角X光繞射(GID)來分析結晶性就 變得極其重要。
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可保有原始的物理特性，以及其結 晶行為與電子傳遞的關聯性，就可 以藉由在宜特材料分析實驗室基 礎的非破壞性分析工具XRD提供相 關材料特性。
材料的結晶性如何影響電阻
近來研究中最被看好的材料釕 (Ru)，因其高熔點、低電阻以及與 Cu的附著性良好等特性，許多研究 都在持續進行中。
如圖3是厚度40nm的Ru薄 膜，在經過不同溫度退火後電阻率 與結晶性分析的GID圖譜，可以看 到Ru (101)為優選方向，隨著溫度 越高，(101)波峰的半高寬變窄，亦 即晶粒尺寸變大，對應到的阻值也 越小，即可驗證前面所提的理論。
圖4則是原子層沉積(Atomic Layer Deposition;ALD)成長極 薄的5nm Ru薄膜，分別在常溫與 400°C高溫處理後的GID疊圖，一樣 可以看到在高溫處理後的Ru波峰也