隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,器件特征尺寸不斷縮小,必然會(huì)出現(xiàn)Cu互連擴(kuò)散阻擋層厚度無(wú)法進(jìn)一步減小等瓶頸問(wèn)題。因此,開(kāi)發(fā)新型無(wú)擴(kuò)散阻擋層Cu合金薄膜(Cu種籽層)勢(shì)在必行。該新型互連結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)時(shí)間的中高溫(400～500℃)后續(xù)工藝實(shí)施過(guò)程中,需同時(shí)具備高的穩(wěn)定性(不發(fā)生互擴(kuò)散反應(yīng))和低的電阻率�；诖�,首先綜述了目前無(wú)擴(kuò)散阻擋層結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及問(wèn)題,然后對(duì)基于穩(wěn)定固溶體團(tuán)簇模型設(shè)計(jì)制備的無(wú)擴(kuò)散阻擋Cu-Ni-M薄膜的研究工作進(jìn)行了梳理,通過(guò)多系列薄膜微觀結(jié)構(gòu)、電阻率及穩(wěn)定性的對(duì)比,深入探討了第三組元M的選擇原則及其對(duì)薄膜熱穩(wěn)定性的影響。為進(jìn)一步驗(yàn)證穩(wěn)定固溶體團(tuán)簇模型的有效性,對(duì)第二組元的變化進(jìn)行了相關(guān)討論。結(jié)果證實(shí),選取原子半徑略大于Cu、難擴(kuò)散且難溶的元素作為第三組元M,薄膜表現(xiàn)出良好的擴(kuò)散阻擋能力;當(dāng)M/Ni=1/12,即合金元素完全以團(tuán)簇形式固溶于Cu基體時(shí),薄膜綜合性能達(dá)到最優(yōu),能夠滿足微電子行業(yè)的要求。所有研究表明,穩(wěn)定固溶體團(tuán)簇模型在無(wú)擴(kuò)散阻擋層Cu合金薄膜的成分設(shè)計(jì)方面十分有效,該模型也有望在耐高溫Cu合金及抗輻照材料成分設(shè)計(jì)方面推廣使用。

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【文章目錄】：
1 穩(wěn)定固溶體團(tuán)簇模型與合金薄膜成分設(shè)計(jì)方法
2 無(wú)擴(kuò)散阻擋Cu-Ni-M薄膜微結(jié)構(gòu)與性能
    2.1 Mo、Nb、Ta和V對(duì)Cu-Ni-M薄膜電阻率及熱穩(wěn)定性的影響
    2.2 Ti、Sn、Zr對(duì)Cu-Ni-M薄膜電阻率及熱穩(wěn)定性影響
    2.3 Cr、Fe對(duì)Cu-Ni-M薄膜電阻率及熱穩(wěn)定性影響
    2.4 第二組元的選擇對(duì)薄膜電阻率及熱穩(wěn)定性影響
3 結(jié)語(yǔ)



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