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基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计
被引量：
1
1
作者
杨冕
利助民
+4 位作者
李晓娜
李南军
郑月红
朱瑾
董闯
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期48-60,97,共14页
随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜(Cu种籽层)势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温(400~500℃)后续工艺实施过程...
随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜(Cu种籽层)势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温(400~500℃)后续工艺实施过程中,需同时具备高的稳定性(不发生互扩散反应)和低的电阻率。基于此,首先综述了目前无扩散阻挡层结构的研究现状及问题,然后对基于稳定固溶体团簇模型设计制备的无扩散阻挡Cu-Ni-M薄膜的研究工作进行了梳理,通过多系列薄膜微观结构、电阻率及稳定性的对比,深入探讨了第三组元M的选择原则及其对薄膜热稳定性的影响。为进一步验证稳定固溶体团簇模型的有效性,对第二组元的变化进行了相关讨论。结果证实,选取原子半径略大于Cu、难扩散且难溶的元素作为第三组元M,薄膜表现出良好的扩散阻挡能力;当M/Ni=1/12,即合金元素完全以团簇形式固溶于Cu基体时,薄膜综合性能达到最优,能够满足微电子行业的要求。所有研究表明,稳定固溶体团簇模型在无扩散阻挡层Cu合金薄膜的成分设计方面十分有效,该模型也有望在耐高温Cu合金及抗辐照材料成分设计方面推广使用。
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关键词
铜合金薄膜
无扩散阻挡结构
稳定固溶体团簇模型
成分设计
热稳定性
电阻率
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职称材料
题名
基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计
被引量：
1
1
作者
杨冕
利助民
李晓娜
李南军
郑月红
朱瑾
董闯
机构
大连理工
大学
三束
材料
改性教育部重点实验室
兰州理工
大学
有色金属先进加工与再利用国家重点实验室
台湾科技大学材料科学与工程系
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期48-60,97,共14页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFB0306100)
国家自然科学基金项目(51271045)
大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室开放课题项目(KF1803)。
文摘
随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜(Cu种籽层)势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温(400~500℃)后续工艺实施过程中,需同时具备高的稳定性(不发生互扩散反应)和低的电阻率。基于此,首先综述了目前无扩散阻挡层结构的研究现状及问题,然后对基于稳定固溶体团簇模型设计制备的无扩散阻挡Cu-Ni-M薄膜的研究工作进行了梳理,通过多系列薄膜微观结构、电阻率及稳定性的对比,深入探讨了第三组元M的选择原则及其对薄膜热稳定性的影响。为进一步验证稳定固溶体团簇模型的有效性,对第二组元的变化进行了相关讨论。结果证实,选取原子半径略大于Cu、难扩散且难溶的元素作为第三组元M,薄膜表现出良好的扩散阻挡能力;当M/Ni=1/12,即合金元素完全以团簇形式固溶于Cu基体时,薄膜综合性能达到最优,能够满足微电子行业的要求。所有研究表明,稳定固溶体团簇模型在无扩散阻挡层Cu合金薄膜的成分设计方面十分有效,该模型也有望在耐高温Cu合金及抗辐照材料成分设计方面推广使用。
关键词
铜合金薄膜
无扩散阻挡结构
稳定固溶体团簇模型
成分设计
热稳定性
电阻率
Keywords
copper alloy film
barrierless
stable solid solution cluster model
composition design
thermal stability
resistivity
分类号
TB43 [一般工业技术]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
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1
基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计
杨冕
利助民
李晓娜
李南军
郑月红
朱瑾
董闯
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
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