集成電路Cu互連工藝中W基擴散阻擋層研究.pdf

1、 本論文在綜合分析了傳統(tǒng)的擴散阻擋層性能的基礎之上，結合有關非晶阻擋層研究的現(xiàn)狀和理論知識，采用濺射的方法，制備了三元非晶擴散阻擋層材料Ta-W-N。 為了分析比較，實驗制備了Cu/WNx/Si、Cu/W/WNx/Si、Cu/Mo/WNx/Si和Ta-W-N/Si、Cu/Ta-W-N/Si、Cu/W/Ta-W-N/Si等樣品，并經(jīng)真空條件退火處理。隨后對樣品的薄層電阻、形貌、微結構、相變、界面、元素深度分布等方面進行了表征，分析了

2、Ta-W-N阻擋層的電性能、熱穩(wěn)定性、界面穩(wěn)定性等，討論了其失效機制。 在對樣品Cu/WNx/Si、Cu/W/WNx/Si、Cu/Mo/WNx/Si等實驗結果分析的基礎上，在Cu和傳統(tǒng)的阻擋層之間插入一層金屬W層之后，阻擋層的失效溫度有了一定程度的提高，但并不明顯；在插入金屬Mo層之后，反而出現(xiàn)了失效溫度降低的現(xiàn)象。不過，值得注意的是，插入金屬層之后，Cu層的集聚現(xiàn)象都得到了抑制，且隨后淀積的Cu層沿(111)取向生長。通過采用合理