Si间隔层对Al(1wt.%Si)/Zr极紫外多层膜热稳定的作用研究（英文）

为了提升Al/Zr多层膜的热稳定性,采用直流磁控溅射方法制备了18个带有不同厚度Si间隔层的Al（1 wt.%Si）/Zr多层膜,并将这些样品分别进行了不同温度（100-500℃）的真空退火,退火时间为1 h。利用X射线掠入射反射（GIXR）和X射线衍射（XRD）的方法来研究Si间隔层对Al/Zr多层膜热稳定性的作用。GIXR测量结果表明：随着Si间隔层厚度的增大,Al膜层的粗糙度减小,而Zr膜层的粗糙度增大;XRD测量结果表明：Al和Zr膜层粗糙度的变化是由于退火后膜层中晶粒尺寸不同造成的。相比于没有Si间隔层的Al/Zr多层膜,引入厚度为0.6 nm的Si间隔层可以有效提升Al/Zr多层膜的热稳定性。

ULSI Cu互连CoSiN扩散阻挡薄膜的研究

CoSiN薄膜可以作为超大规模集成电路Cu布线互连材料使用。利用磁控溅射技术制备了CoSiN/Cu/CoSiN/SiO2/Si薄膜,利用四探针测试仪、薄膜测厚仪、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪等来检测多层膜电阻率、薄膜厚度、表面形貌、元素含量及价态等。考察亚45 nm级工艺条件下CoSiN薄膜对Cu的扩散阻挡性能。实验结果表明,在氩气气氛条件下经500℃,30 min热退火处理后多层膜的电阻率和成分没有发生明显变化,CoSiN薄膜能够保持良好的铜扩散阻挡性能;经600℃,30 min热退火处理后,Cu大量出现在表面,CoSiN薄膜对Cu失去扩散阻挡性能。

黏附层以及退火气氛对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响研究

采用真空蒸镀方法在Si衬底上制备了Si/Au、Si/Ni/Au和Si/Ti/Au结构多层膜,进行多种条件下的退火实验,研究了不同黏附层对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响。实验结果表明,黏附层对硅的扩散起到阻挡作用,Ti层与Ni层作为阻挡层在较低温度下发生失效,退火气氛对阻挡层的失效具有显著影响。这表明Au/Si体系中扩散阻挡层失效的机制并不是直接的固相反应。文章提出势垒模型来解释扩散阻挡层的失效机制。

TiW合金阻挡层对Cu/Cu^2+扩散的阻挡能力研究

通过对Cu/Cu2+在TiW及硅中的扩散理论分析,从理论上预测了薄TiW合金阻挡层存在的潜在可靠性问题。对一个发射结结深为0.38μm的PNP管β值的研究表明,80 nm以上厚度的TiW合金层可以在AlCu/TiW/Si系统中作为Cu/Cu2+的扩散阻挡层。