翟艳男
,
杨坤
,
张晖
,
汤艳坤
,
张丽丽
稀有金属材料与工程
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.
关键词:
ZrN/Zr/ZrN膜
,
扩散阻挡层
,
Cu互连
,
射频反应磁控溅射
张宏森
,
丁明惠
,
张丽丽
,
蒋保江
材料科学与工程学报
用射频磁控溅射和直流磁控溅射的方法分别在Si(100)衬底和Cu膜间制备了30nm 的NbN薄膜,Cu/NbN/Si样品在高纯氮气保护下退火至700℃.用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、SEM、XRD、AES研究了溅射方式对NbN薄膜扩散阻挡性能的影响响退火前XRD结果表明,直流溅射制备的NbN薄膜为典型的晶态结构,射频溅射制备的薄膜为典型的非儡态结构.高温退火后的XRD、SEM、FPP、AES研究结果表明非晶态结构的NbN薄膜有更好的扩散阻挡性能,700℃时仍能很好地阻挡Cu原子的扩散.
关键词:
NbN薄膜
,
扩散阻挡层
,
Cu互连
,
磁控溅射
陈海波
,
周继承
,
李幼真
材料导报
简要介绍了集成电路的发展趋势及其带来的相关问题和解决办法.综述了国内外对Cu互连扩散阻挡层的制备方法与工艺、阻挡层的选材、阻挡层薄膜的特性等最新研究的进展.评述了该领域的发展趋势及可能的影响因素.
关键词:
集成电路
,
Cu互连
,
扩散挡层
,
阻挡性能
任国强
,
邢金柱
,
李晓红
,
郭建新
,
代秀红
,
杨保柱
,
赵庆勋
功能材料
应用射频磁控溅射法在（001）Si衬底上制备了Cu（120nm）/Ta（5nm）/Ti-Al（5nm）/Si异质结,借助原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）和四探针测试仪（FPP）等方法研究了Ta（5nm）/Ti-Al（5nm）集成薄膜用作Cu和Si之间阻挡层的结构和性能。研究发现,Cu/Ta/Ti-Al/Si异质结即使经受850℃高温退火后,样品的XRD图中也没有出现杂峰,表明样品各层之间没有发生明显的化学反应。相对于800℃退火的样品,850℃退火样品的表面均方根粗糙度急剧增大,同时方块电阻也增加了一个数量级,表明Ta（5nm）/Ti-Al（5nm）集成薄膜在850℃时,阻挡性能完全失效。由于Ta和Cu之间存在良好粘附性以及Ti-Al强的化学稳定性,Ta（5nm）/Ti-Al（5nm）集成薄膜在800℃以下具有良好的阻挡性能。
关键词:
Cu互连
,
阻挡层
,
Ta/Ti-Al
,
射频磁控溅射
丁明惠
,
张宏森
,
张丽丽
,
王颖
功能材料
在不同的沉积温度下,用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了Zr-N阻挡层.用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、XRD、AES研究了沉积温度对Zr-N薄膜扩散阻挡性能的影响.沉积态的XRD、AFM结果表明,随着沉积温度的升高,Zr-N薄膜的结构由非晶态向晶态转变,晶粒的尺寸增大;650℃退火后的FPP、XRD、AES的对比结果说明沉积温度的升高有利于提高Zr-N薄膜的扩散阻挡性能.
关键词:
Zr-N薄膜
,
扩散阻挡层
,
Cu互连
,
射频反应磁控溅射
田艳红王春青赵少伟
金属学报
doi:DOI: 10.3724/SP.J.1037.2009.00807
通过磁控溅射沉积TiN/Ag金属化层作为Cu焊盘的保护层, 非晶态的TiN膜作为阻挡层, 阻止Cu原子的向外扩散; 选择能够与Au丝形成固溶体的Ag薄膜作为键合层, 提高超声键合性能. 超声键合性能测试和抗氧化性能测试表明, TiN/Ag金属化层结构作为Cu焊盘保护层, 具有较好的键合能力, 其键合能力和焊点剪切强度在20-180 ℃的温度范围内随着温度的升高而升高, 在180 ℃时获得了100\%的键合能力, 剪切断裂发生在Au球与TiN/Ag键合面. TiN/Ag金属化层较相同厚度的Ag膜具有更强的抗氧化性能, 原因在于非晶态TiN层对Cu原子的扩散起到了很好的阻挡作用.
关键词:
Cu互连
,
metallization
,
ultrasonic bondability
,
antioxidation property
李幼真
,
周继承
,
陈海波
,
黄迪辉
,
刘正
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.04.007
超大规模集成电路Cu互连中的核心技术之一是制备性能优异的扩散阻挡层.本文采用直流磁控反应溅射在N2/Ar气氛中制备了不同组分比的Ta-N薄膜,并原位制备了Cu/Ta-N/基底复合结构,对部分样品在N2保护下进行了快速热处理(RTA),采用台阶仪、四探针测试仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜、X射线衍射(XRD)对薄膜形貌结构进行了表征.结果表明,随着N2流量比的增加,薄膜沉积速率下降,表面趋于平滑,Ta-N薄膜热稳定性能及阻挡性能随之提高,而电阻率则上升.氮流量比为0.3制备的厚度为100nm的Ta-N薄膜经600℃/5min RTA后,仍可保持对Cu的有效阻挡;在更高温度下退火,Cu将穿过阻挡层与Si发生反应,导致阻挡层失效.
关键词:
Cu互连
,
Ta-N阻挡层
,
氮分压
,
失效机制
丁明惠
,
张丽丽
,
盖登宇
,
王颖
稀有金属材料与工程
在不同的沉积温度下,用射频反应磁控溅射方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备Ta-N/Zr阻挡层,研究Zr层的插入对Ta-N扩散阻挡性能的影响.结果表明:不同沉积温度下制备的Ta-N均为非晶态结构;Zr层的插入使Ta-N阻挡层的失效温度至少提高100℃,在800℃仍能有效地阻止Cu的扩散.阻挡性能提高的主要原因是高温退火时形成低接触电阻的Zr-Si层.
关键词:
Ta-N/Zr薄膜
,
扩散阻挡层
,
Cu互连
,
射频反应磁控溅射
丁明惠
,
毛永军
,
王本力
,
盖登宇
,
郑玉峰
稀有金属材料与工程
用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备Ta-Si-N(10 nm)/Zr(20 nm)双层结构的扩散阻挡层.Cu/Ta-Si-N/Zr/Si样品在高纯氮气的保护下从600至800℃退火1 h.通过四探针电阻测试仪(FPP)、SEM、XRD和AES研究Cu/Ta-Si-N/Zr/Si系统在退火过程中的热稳定性.结果表明:沉积到Zr膜上的Ta-Si-N表面平坦,为典型的非晶态结构;Cu/Ta-Si-N/Zr/Si样品650℃以上退火后Zr原子扩散到Si中形成的ZrSi2能有效地降低Ta-Si-N与Si之间的接触电阻;Ta-Si-N/Zr阻挡层750℃退火后仍能有效地阻止Cu的扩散.
关键词:
Ta-Si-N/Zr
,
扩散阻挡层
,
Cu互连
,
射频反应磁控溅射
丁明惠
,
张丽丽
,
盖登宇
,
王颖
功能材料
用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了25nm的纳米晶Zr-N阻挡层,Cu/Zr-N/Si样品在高纯氮气保护下退火至700℃.用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、SEM、XRD、AES研究了溅射参数对Zr-N薄膜电阻率和扩散阻挡性能的影响.实验结果表明,N2分压从20%增加到25%,电阻率快速增高;溅射偏压不同,Zr-N的结构可由非晶态结构转变为纳米晶.纳米晶Zr-N阻挡层650℃退火1h后仍能有效地阻止Cu的扩散.
关键词:
Zr-N纳米晶
,
扩散阻挡层
,
Cu互连
,
射频反应磁控溅射
