非晶Ni-Al-N薄膜用作Cu互连阻挡层的研究

• 作者: 刘保亭 李晓红 李曼 杨林 王宽冒 赵冬月 赵庆勋 陈剑辉
• 来源期刊: 真空科学与技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: Cu互连 Ni-Al-N 扩散阻挡层 失效机制
• 年，卷（期）: 2011,（1）
• 页码范围: 23-26
• 分类号: TN104.2|O484
• 字数: 2908字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-7126.2011.01.05

摘要

以一种新的三元非晶化合物薄膜作为Cu互连的阻挡层,采用射频磁控溅射法构架了Cu(120 nm )/ Ni-Al-N(10 nm)/ Si 的异质结.利用四探针测试仪、X 射线衍射仪和原子力显微镜研究了不同温度下高真空退火样品的输运性质、微观结构与表面形貌.实验发现非晶Ni-Al- N薄膜经过650℃的高温处理仍能保持非晶态,各膜层之间没有明显的反应和互扩散存在,表明 非晶Ni-Al-N具有良好的阻挡效果,可以用作Cu互连的阻挡层材料.另外,相对于Ni-Al扩 散阻挡层材料,N的掺入填充了阻挡层的缺陷,降低了Cu膜粗糙度,使薄膜表面更加平整致 密,起到了细化晶粒的作用.对Ni-Al-N阻挡层的失效机制的研究表明Ni-Al-N阻挡层的 失效机制有别于传统的Cu-Si互扩散机制,Cu膜内应力导致其颗粒内聚形成大团簇,与阻挡层剥离会导致Cu/Ni-Al-N/Si结构失效.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈剑辉	河北大学物理科学与技术学院	10	43	4.0	6.0
2	刘保亭	河北大学物理科学与技术学院	84	302	10.0	13.0
3	李晓红	河北大学物理科学与技术学院	29	119	8.0	9.0
4	王宽冒	河北大学物理科学与技术学院	9	52	5.0	7.0
5	李曼	河北大学物理科学与技术学院	13	54	4.0	7.0
6	赵冬月	河北大学物理科学与技术学院	5	36	3.0	5.0
7	杨林	河北大学物理科学与技术学院	4	27	2.0	4.0
8	赵庆勋	河北大学物理科学与技术学院	54	254	10.0	13.0