集成电路铜互连工艺中先进扩散阻挡层的研究(博士论文)

随着集成电路器件尺寸的持续缩小,互连延迟越来越成为制约集成电路发展的瓶颈问题。在32nm及以下技术节点,互连工艺中磁控溅射制备的Ta/TaN双层结构扩散阻挡层和铜籽晶层由于台阶覆盖特性不好将带来各种问题。为了降低互连线的电阻,必须在保证器件性能的同时,减小扩散阻挡层和籽晶层的厚度,而且两者必须在高深宽比结构中有非常好的台阶覆盖特性,因此迫切需要研究新型扩散阻挡层/黏附层材料和新型互连工艺,这是半导体发展路线图中提出的一个非常重要的挑战。采用新型扩散阻挡层/黏附层材料和新型淀积工艺有许多问题需要研究,包括新型扩散阻挡层和铜以及低介电常数介质之间的界面反应、新型原子层淀积(Atomic Layer Deposition,ALD)的工艺、ALD薄膜生长机理、表面化学、材料的物理性能和电学性能之间的关系等。对这些问题的研究不仅有科学价值,对未..