任国强
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邢金柱
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李晓红
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郭建新
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代秀红
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杨保柱
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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
吴洋
,
王咏云
,
万其超
电镀与涂饰
doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2004.04.001
集成电路工业目前多使用如氮化钛、氮化钽等氮化物作为防止铜扩散的阻挡层.然而,在氟离子存在的情况下,铜、银和钯等金属离子会与氮化物发生自发性的置换反应,并造成金属的沉积.所沉积出的钯金属尽管被认为是污染物,但其可作为后续电镀铜工艺的晶种层.此外,利用化学镀技术可成功在活化后的二氧化硅上沉积出镍钼磷薄膜,该材料具有作为铜内联阻挡层及晶种层的潜力.通过原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)、Auger电子显微镜(AES)、X光绕射(XRD)、四点探针(4-point probe)及表面轮廓仪(Alpha-step),研究了镍钼磷薄膜的微观结构、沉积速率、组成及电阻率等.另外,通过直接镀铜及二次离子质谱仪的测量,初步确定了镍钼磷可作为阻挡层及晶种层的特性.
关键词:
置换反应
,
阻挡层
,
晶种层
,
铜内联
