集成電路自誕生以來不斷飛速發(fā)展,而銅也早已取代了鋁成為新一代的互連材料。為了阻止銅與硅基體之間的擴(kuò)散反應(yīng)引起微電子元器件性能受到影響并且提高銅與硅襯底的粘附性,必須在銅互連線外包裹一層擴(kuò)散阻擋層。本文采用離子束輔助沉積技術(shù)制備了Cu（C）合金薄膜自形成擴(kuò)散阻擋層,并研究了離子束輔助沉積工藝中沉積溫度,輔助離子束能量和離子原子到達(dá)比分別對(duì)Cu（C）薄膜微觀結(jié)構(gòu),電學(xué)性能以及擴(kuò)散阻擋性能的影響,得出如下結(jié)論:（1）隨著輔助源離子束能量的增加（0、0.1、0.2、0.3、0.4 keV）,Cu（C）薄膜的表面粗糙度逐步上升,晶粒尺寸和薄膜內(nèi)部的缺陷密度呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,由此導(dǎo)致在鍍態(tài)時(shí),薄膜的電阻率也是先減小后增大,在輔助源離子束能量為0.1 keV時(shí),薄膜擁有最小的電阻率。輔助源離子束能量為0.4 keV的薄膜,由于能量過高,沉積過程中的熱效應(yīng)使得薄膜在鍍態(tài)時(shí)就提前形成了SiC相作為擴(kuò)散阻擋層,其熱穩(wěn)定性最好,達(dá)到400℃,1 h。（2）控制沉積溫度在100℃及以上的時(shí)候,Cu（C）薄膜和Si基體的交界面上自發(fā)形成了Si C相和非晶碳層,其有效阻止了薄膜即使處于400℃退火一個(gè)小時(shí)的... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電遷移效應(yīng)引發(fā)（a）短路（b）斷路（戴拖，2016）

圖 1-2 Cu 互連體系示意圖（戴拖，2016）Fig. 1-2 Schematic diagram of the Cu interconnection syste層研究概況層的性能要求定義是，在預(yù)設(shè)刻蝕好的溝槽內(nèi)沉積的第一層超役工作時(shí)由于高溫導(dǎo)致 Cu 向 Si 及電介質(zhì)材料合能力根據(jù)阻擋層的定義，阻擋層既可以防止 膜與基底的結(jié)合強(qiáng)度，Kattelus（ Kattelus，1icolet，1995）闡述了在金屬/介質(zhì)接觸中理想的擴(kuò)，厚度小于等于 100 nm 的阻擋層來說，要求其

最后再研究離子原子到達(dá)比對(duì) Cu(C)薄膜擴(kuò)散阻擋性能的影響�；緦�(shí)驗(yàn)過程如圖1-3 所示。圖 1-3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程圖Fig. 1-3 Flow chart of experimental design

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分子納米層作為銅擴(kuò)散阻擋層的研究進(jìn)展（一）:分子納米層[J]. 王亞斌,劉忠,李武,董亞萍,黃玉東.  功能材料. 2016(08)
[2]集成電路的互連線材料及其發(fā)展[J]. 陳君,侯倩,廉得亮.  微型機(jī)與應(yīng)用. 2016(05)
[3]基體溫度對(duì)氮化鈦涂層微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 陳首部,孫奉?yuàn)?  中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[4]微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展中政府推動(dòng)作用研究[J]. 夏陽,梁宏亮.  河北企業(yè). 2012(07)
[5]集成電路互聯(lián)金屬的電遷移效應(yīng)研究[J]. 許燕麗,徐偉龍,李金華.  常州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[6]磁控濺射溫度對(duì)Zr-N薄膜擴(kuò)散阻擋性能的影響[J]. 丁明惠,張宏森,張麗麗,王穎.  功能材料. 2008(10)
[7]低能Ar離子束輔助沉積Cu、Ag、Pt薄膜[J]. 江炳堯,馮濤,任琮欣,柳襄懷.  核技術(shù). 2008(01)
[8]超大規(guī)模集成電路銅布線擴(kuò)散阻擋層TaN薄膜的制備研究[J]. 陳秀華,王莉紅,項(xiàng)金鐘,吳興惠,周楨來.  功能材料. 2007(05)
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[10]機(jī)械合金化制備銅碳過飽和固溶體[J]. 劉學(xué)然,劉勇兵,曹占義,冉旭,郭秀艷.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2006(02)

博士論文
[1]集成電路銅互連工藝中先進(jìn)擴(kuò)散阻擋層的研究[D]. 謝琦.復(fù)旦大學(xué) 2008
[2]銅硅體系的擴(kuò)散和界面反應(yīng)[D]. 曹博.蘭州大學(xué) 2008

碩士論文
[1]銅互聯(lián)工藝的氮化鉭擴(kuò)散阻擋層研究[D]. 曹世成.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]先進(jìn)銅接觸工藝的擴(kuò)散阻擋層的研究[D]. 趙瑩.復(fù)旦大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3293294