——微电子材料。随着电子工业迅速发展，制程技术快速进步，已达到极大型积体电路（ULSI）阶段。而金属化（Metallization）为一个极为重要的关键步骤。在微电子工业硅晶积体电路中，金属薄膜主要用为：1.导体接触（Ohmic Contact）；2.单向能阻接触（Schottky Barrier Contact）；3.低阻闸电极（Gate Electrode）；4.元件间连线（Interconnect）。随着半导体生产技术的演进，积体电路设计与制造的最低线宽持续缩小。根据美国半导体协会（Semiconductor Industry Association， SIA）于1997年发布的蓝图（Roadmap），在0.25m世代元件中，闸电极（Gate）宽为0.20m，接触窗口（Contact Window）金属硅化物厚度为70nm，自金属硅化物接面深度（Junction Depth）为100-200mm。到公元1999年，0.18m世代元件中，这些数字将分别改变为0.14m、55nm以及70-140nm。早期积体电路金属化制程选择铝为主要导电材料，是因为铝具有低电阻值（～2.8μΩ-cm），技术成熟，附着力强，易蚀刻，且与n+/p+易融合成很好的欧姆接触（Ohmic Contact）。但在元件接触区窗口缩小至微米尺寸后，金属与下层Si接触面积缩小，接触电阻增加与接触区窗口生成氧化层或污染物影响接触品质问题变得很严重。一般须在镀金属膜时经过连续式洁净化蚀刻（即预蚀）的步骤。由于积体电路后段制程温度常会达到450-500℃，而在此温度范围Si在Al中的溶解度高达0.5-1at.%，并能在Al薄膜中迅速扩散，导致在Al-Si界面生成孔穴，造成严重的Al穿入Si半导体问题（Penetration Problem），亦即Al突入（Spiking）问题。因此最先因应之法是在镀Al膜时，掺入约1at.%Si，抑制Si原子扩散进入Al膜中。另一方法则为利用快速热处理（Rapid Thermal Annealing， RTA）方法，亦即快速加热至制程所须温度，而在形成密合接触时，减少溶解于Al膜中Si的数量。薄膜不仅用于作但接触，而且用于作元件间连线。在元件尺寸缩小时，元件间连线厚度与宽度也随之减少，而通过导线的电流密度则随之升高，造成电迁移（Electromigration）的问题。由于电迁移是由电载子与金属原子作用而来，而金属原子移动主要沿晶粒界，而使连线在一端突起如小山丘状（Hillock），在另一端则生成空洞（Void）。由于电迁移主要由金属原子沿晶粒界扩散而来，抑制的方法包括增加Al薄膜晶粒尺寸以及利用在晶粒界填塞合金原子。目前在制程中最常用的解决电迁移问题的方法是在Al-Si合金中掺入约1at.%Cu。Cu原子分布在Al晶粒界附近有效的抑制电迁移。由于Si与Cu在Al薄膜中的溶解度随温度而改变，在热处理时，Si与Cu因冷却而析出。对接触窗口Al-Si-Cu金属膜，Si析出后可能在金属膜/硅晶界面形成一层硅薄膜，其中掺有Al原子而呈p-type特性。如果硅晶基材是n-type的形式就会形成一个p-n接面。此现象在接触窗口愈小时愈明显。同时Si结粒（Nodule）的存在也会导致Al薄膜电阻率增加以及抗反光TiN（Anti-reflection Coating-TiN，ARC-TiN蚀刻问题，因此在使用TiN扩散障碍层（Diffusion Barrier）后，Al合金薄膜中不再须要含Si。至于Cu则可能与Al作用生成电阻率较高之Al2Cu。金属硅化物有上百种之多。但用于积体电路中之金属硅化物限于近贵重，贵重及高温金属硅化物，主要因为作为金属接触、闸电极或元件间连线，须满足许多要求。