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,必然會出現(xiàn)Cu互連擴散阻擋層厚度無法進一步減小等瓶頸問題。因此,開發(fā)新型無擴散阻擋層Cu合金薄膜(Cu種籽層)勢在必行。該新型互連結(jié)構(gòu)在長時間的中高溫(400～500℃)后續(xù)工藝實施過程中,需同時具備高的穩(wěn)定性(不發(fā)生互擴散反應(yīng))和低的電阻率。基于此,首先綜述了目前無擴散阻擋層結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及問題,然后對基于穩(wěn)定固溶體團簇模型設(shè)計制備的無擴散阻擋Cu-Ni-M薄膜的研究工作進行了梳理,通過多系列薄膜微觀結(jié)構(gòu)、電阻率及穩(wěn)定性的對比,深入探討了第三組元M的選擇原則及其對薄膜熱穩(wěn)定性的影響。為進一步驗證穩(wěn)定固溶體團簇模型的有效性,對第二組元的變化進行了相關(guān)討論。結(jié)果證實,選取原子半徑略大于Cu、難擴散且難溶的元素作為第三組元M,薄膜表現(xiàn)出良好的擴散阻擋能力;當M/Ni=1/12,即合金元素完全以團簇形式固溶于Cu基體時,薄膜綜合性能達到最優(yōu),能夠滿足微電子行業(yè)的要求。所有研究表明,穩(wěn)定固溶體團簇模型在無擴散阻擋層Cu合金薄膜的成分設(shè)計方面十分有效,該模型也有望在耐高溫Cu合金及抗輻照材料成分設(shè)計方面推廣使用。

【文章頁數(shù)】：14 頁

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



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