Cu互连中Zr嵌入层对ZrN阻挡层热稳定性的影响

稀有金属材料与工程, 2014, 43(8): 2007-2010.

Cu互连中Zr嵌入层对ZrN阻挡层热稳定性的影响

翟艳男 ^1, , 杨坤 ^2, , 张晖 ^3, , 汤艳坤 ^4, , 张丽丽 ^5,

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关键词： ZrN/Zr/ZrN膜 , 扩散阻挡层 , Cu互连 , 射频反应磁控溅射

Effect of Insertion of a Thin Zr Interlayer on Thermal Stability of ZrN Barrier in Cu Metallization

Keywords： ZrN/Zr/ZrN film , diffusion barrier , Cu metallization , RF reactive magnetron sputtering

在不同的衬底偏压下,用射频反应磁控溅射的方法在Si (100)衬底和Cu膜间制备了ZrN/Zr/ZrN堆栈结构的阻挡层.研究了Zr层的插入对ZrN扩散阻挡性能的影响,结果表明:随着衬底偏压的升高,阻挡层的电阻率降低,ZrN呈(111)择优取向;Zr层的插入使ZrN阻挡层的失效温度至少提高100℃,750℃仍能有效地阻止Cu的扩散,阻挡性能提高的主要原因可能是高温退火时形成的ZrO2阻塞了Cu快速扩散的通道.

参考文献

[1]	丁明惠,张丽丽,盖登宇,王颖.Zr层插入对Ta-N扩散阻挡性能的影响[J].稀有金属材料与工程,2009(11):2036-2038.
[2]	丁明惠,毛永军,王本力,盖登宇,郑玉峰.Cu互连中Ta-Si-N/Zr阻挡层热稳定性的研究[J].稀有金属材料与工程,2010(06):993-996.
[3]	丁明惠,张丽丽,盖登宇,王颖.超薄纳米晶Zr-N扩散阻挡性能及其热稳定性的研究[J].功能材料,2008(09):1545-1548.
[4]	Kwak JS.;Kim JH.;Lee SM.;Baik HK. .Improvement of Ta diffusion barrier performance in Cu metallization by insertion of a thin Zr layer into Ta film[J].Applied physics letters,1998(22):2832-2834.

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