金屬鎢薄膜之攝像感測器應用

隨著半導體技術的發展，以金屬氧化物半導體技術來製造攝像感測器技術(CIS:CMOS image sensor)已經成為新興成像領域的主流工藝。而其中，金屬薄膜以其具有良好的可見光反射傳導性能，而被業界普遍採用其作為入射光的反射或者隔絕層。

金屬鎢薄膜因其具有優異的可見光反射性能和良好的高溫穩定性，制程工藝簡單，而被大多數主流CIS廠商所採用。但是不得不提，CIS技術所用的金屬鎢薄膜卻不那麼好制取，其難度主要在於金屬鎢薄膜因其在高溫生產工藝中，容易形成很高的拉應力。這種高拉應力的形成，很容易使整片晶元產生微形變， 進而會嚴重影響可見光傳導或者隔絕的數量和品質，最終會嚴重影響 CIS產品的成像品質。

為克服金屬鎢薄膜的拉應力問題，研究人員通過提高反應溫度和減少六氟化鎢(WF₆)氣體的量，使鎢薄膜具有較傳統鎢薄膜更低的應力，具體技術方案為：

使用氮化鈦為半導體襯底，通入的反應氣體為包含六氟化鎢 (WF₆)與氫氣(H₂)的氣體，在反應腔中設置通入氣體生成鎢原子的溫度為395℃-450℃，以保 證盡可能多的鎢原子在反應腔內形成，而不是形成在半導體襯底的表面。最後，將在反應腔中形成的金屬鎢的原子，下落到成核層，沿著成核層的晶相有序生長，原位生成，而非雜亂無序的生長，最終生長為一具有超低應力的金屬鎢薄膜。

金屬鎢薄膜生長有很強的附著生長的特性，所以通過提高反應溫度，以增強反應的活化能；同時通過減少反應氣體流量來 減少金屬鎢原子形成在半導體襯底表面的可能性，從而最大程度的讓 金屬鎢原子形成在反應腔中，而非在半導體襯底表面生成鎢原子的無序生長。如此一來，便可以解決金屬鎢薄膜的拉應力問題，據測算，其拉應力較傳統方法生成的金屬鎢薄膜少了73％。

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