的閘極長度（gate length）也從早先發展的 100 ìm，在數年間即縮減 為數μm 左右程度，此後，低雜音化、高功率化的研究發展不斷向前， semiconductor FET）。然而近幾年來，由於磊晶技術的成熟，已可用 電子束蒸鍍法在砷化鎵基板上成長單晶的氧化鎵 Ga2O3 等氧化層不 再是難事〔2〕，所以砷化鎵 MOS 電晶體的發展備受矚目。
1.2 金屬鋁的瓶頸與銅金屬時代的來臨
本身固態溶解度（ solid solubility）的關係，使得矽藉由擴散效應進入 鋁，且鋁也會回填矽擴散後所遺留下的空隙，而在鋁和矽接觸的部 分，造成尖峰（spike）的情形，當尖峰的長度超過 MOS 的接面深度（junction depth），元件會因迴路斷路而失效；防止尖峰現象的發生，
可在沈積金屬鋁時，加入相當於 1﹪的矽，如此鋁矽金屬合金與矽基 材接觸時，便不易產生尖峰現象〔3〕。
金屬鋁另一個最大的缺點就是其抗電致遷移（electromigration）
能力差：當製程線寬進入更小尺寸，且鋁導線處於高電場、傳導電流 兩種最常見於鋁金屬連線的失效方式（ failure modes），並延長其失效 平均時間（mean time between failure），但是摻雜不同元素卻會使電阻 率上升，也增加蝕刻時的困難度〔3〕。
1.2.2 銅金屬的發展
CuFx、CuClx 等反應產物在 200℃以下是固體而不會氣化，故反應進 行時需提高溫度，然此光阻卻無法承受此溫度，導致銅線圖案化（ pattern ） 無 法 進 行 。 其 次 在 化 學 機 械 研 磨 平 坦 化 （chemical mechanical planarization, CMP）時，因對銅和阻礙層金屬的研磨速率 不同，將使 CMP 平坦化效果不佳，且增加尺寸控制上的困難度；此
兩種不同材料彼此間接觸，就會因元素濃度不同開始彼此擴散，
而產生新的界面相，此時如果在這兩層不同材料間加入第三種材料以 防止彼此間的擴散或阻礙其發生化學反應，此第三種材料就是擴散阻 礙層（diffusion barrier layer）。擴散阻礙層是避免防止在接觸的兩種 材料間，因彼此產生化學反應形成新的界面相〔7〕。
壞元件結構。
3. 擴散阻礙層和上下兩種材料間，要有良好的黏附能力。
4. 擴散阻礙層和上下兩種材料維持低接觸電阻及好的導電能力。
5. 擴散阻礙層可以抗熱和抗機械應力。
1.4 研究緣起
基於上述三節的討論，我們希冀對 GaAs 的 MOS 元件，將來在 進入銅製程後，可能會遭遇到銅製程在矽基板上相同的問題，先行做 研究探討，對鉭基氮化物擴散阻礙層在砷化鎵和銅金屬間的阻礙機 制，和高溫熱處理產生的界面相和失效機制進行瞭解。
本文第二章將介紹理論部分和相關文獻回顧﹔第三章介紹實驗 步驟流程及實驗分析儀器﹔第四章探討實驗的結果﹔第五章則是歸 納總結。