功能材料与器件学报
功能材料與器件學報
공능재료여기건학보
JOURNAL OF FUNCTIONAL MATERIALS AND DEVICES
2008年
4期
769-774
,共6页
李幼真%周继承%陈海波%黄迪辉%刘正
李幼真%週繼承%陳海波%黃迪輝%劉正
리유진%주계승%진해파%황적휘%류정
Cu互连%Ta-N阻挡层%氮分压%失效机制
Cu互連%Ta-N阻擋層%氮分壓%失效機製
Cu호련%Ta-N조당층%담분압%실효궤제
超大规模集成电路Cu互连中的核心技术之一是制备性能优异的扩散阻挡层.本文采用直流磁控反应溅射在N2/Ar气氛中制备了不同组分比的Ta-N薄膜,并原位制备了Cu/Ta-N/基底复合结构,对部分样品在N2保护下进行了快速热处理(RTA),采用台阶仪、四探针测试仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜、X射线衍射(XRD)对薄膜形貌结构进行了表征.结果表明,随着N2流量比的增加,薄膜沉积速率下降,表面趋于平滑,Ta-N薄膜热稳定性能及阻挡性能随之提高,而电阻率则上升.氮流量比为0.3制备的厚度为100nm的Ta-N薄膜经600℃/5min RTA后,仍可保持对Cu的有效阻挡;在更高温度下退火,Cu将穿过阻挡层与Si发生反应,导致阻挡层失效.
超大規模集成電路Cu互連中的覈心技術之一是製備性能優異的擴散阻擋層.本文採用直流磁控反應濺射在N2/Ar氣氛中製備瞭不同組分比的Ta-N薄膜,併原位製備瞭Cu/Ta-N/基底複閤結構,對部分樣品在N2保護下進行瞭快速熱處理(RTA),採用檯階儀、四探針測試儀、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電鏡、X射線衍射(XRD)對薄膜形貌結構進行瞭錶徵.結果錶明,隨著N2流量比的增加,薄膜沉積速率下降,錶麵趨于平滑,Ta-N薄膜熱穩定性能及阻擋性能隨之提高,而電阻率則上升.氮流量比為0.3製備的厚度為100nm的Ta-N薄膜經600℃/5min RTA後,仍可保持對Cu的有效阻擋;在更高溫度下退火,Cu將穿過阻擋層與Si髮生反應,導緻阻擋層失效.
초대규모집성전로Cu호련중적핵심기술지일시제비성능우이적확산조당층.본문채용직류자공반응천사재N2/Ar기분중제비료불동조분비적Ta-N박막,병원위제비료Cu/Ta-N/기저복합결구,대부분양품재N2보호하진행료쾌속열처리(RTA),채용태계의、사탐침측시의、원자력현미경(AFM)、소묘전경、X사선연사(XRD)대박막형모결구진행료표정.결과표명,수착N2류량비적증가,박막침적속솔하강,표면추우평활,Ta-N박막열은정성능급조당성능수지제고,이전조솔칙상승.담류량비위0.3제비적후도위100nm적Ta-N박막경600℃/5min RTA후,잉가보지대Cu적유효조당;재경고온도하퇴화,Cu장천과조당층여Si발생반응,도치조당층실효.
