原子层沉积铜薄膜研究进展

微电子领域中的铜互连工艺需要沉积一层连续且保形好的铜籽晶层,随着集成电路中特征尺寸的减小及沟槽深宽比的增加,传统的热沉积工艺难以满足其将来的制作要求。本文介绍了使用新的强还原剂前驱体沉积铜金属工艺的研究进展,重点综述了利用氢气等离子体辅助原子层沉积铜薄膜工艺的研究现状,概述了应用各类铜前驱体进行铜薄膜沉积的参数及所制备铜薄膜的性能,总结了各工艺的优缺点。

等离子体增强原子层沉积技术制备铜薄膜

集成电路的高速发展为铜互连提出诸多要求,其中,如何低温条件(≤150℃)下在大深宽比的通孔或沟槽中沉积保形性好、纯度高、导电性好的铜籽晶层是亟需解决的问题。本文利用等离子体增强原子层沉积技术,以脒基铜为铜前驱体,以氢等离子体为还原物质,在较低的沉积温度(100℃)下,沉积了纯度高、导电性能优良的铜薄膜。在10∶1的硅基沟槽中,表面与沟槽底部厚度均匀(~80 nm)。考察了放电输入功率对薄膜形貌的影响并利用时间分辨发射光谱技术对氢等离子体进行在线诊断。本论文研究表明铜脒基前驱体用于低温等离子体辅助原子层沉积工艺,可有效地解决铜薄膜沉积过程中铜粒子的团聚问题,并为其它类脒基前驱体进行金属薄膜的沉积提供借鉴。