N掺杂对a-SiC：H基介质扩散阻挡层结构及性能的影响

用射频等离子增强化学气相沉积技术(RF-PECVD)制备非晶碳化硅(a-SiC:H)和不同掺氮量的碳化硅基(a-SiCNx:H)介质薄膜.采用傅里叶红外光谱(FIRT),X射线光电子谱仪(XPS),纳米压入仪(Nano IndenterR○-XP),Agilent 4294A高精度阻抗分析仪,俄歇能谱仪(AES)和场发射高分辨透射电镜(HRTEM)表征氮掺杂对碳化硅基薄膜化学键组成、微观结构、机械性能、介电常数和阻挡铜扩散性能的影响.实验结果表明:通过控制薄膜的氮含量可实现其介电常数在3.8—5.2范围内可调.随着反应源中氨气(NH3)流量的增加,碳化硅基薄膜中Si—N和C—N化学键比例增加以及由此导致的薄膜微观结构致密化是氮掺杂显著提高碳化硅基薄膜机械性能、热稳定性和阻挡铜扩散性能的机理.

铜互连多层膜系中自对准CuSiN层的微结构及其热稳定性

通过等离子体与Cu膜表面的分步反应合成了厚约4nm的CuSiN自对准层.采用高分辨透射电子显微术(HRTEM)、纳米电子束探针能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)表征CuSiN和Si/SiO_2/TaN/Ta/Cu(CuSiN)/SiC:H/SiOC:H多层膜基体系的微结构和热稳定性.表明CuSiN层两侧分别出现SiN和Cu(Si)层,显著提高Cu/SiC:H/SiOC:H结构的热稳定性,其机制是在500℃退火温度条件下CuSiN层仍能够稳定存在,从而阻碍了Cu原于向SiC:H/SiOC:H介质薄膜体内的扩散.