Comparative study of tantalum and tantalum nitrides (Ta2N and TaN) as a diffusion barrier for Cu metallization

氮化钽 扩散阻挡层 阻挡层 材料科学 基质(水族馆) 氮化物 无定形固体 溅射 俄歇电子能谱 扩散 溅射沉积 图层(电子) 分析化学(期刊) 结晶学 冶金 复合材料 薄膜 纳米技术 化学 海洋学 物理 色谱法 核物理学 热力学 地质学
作者
Kyung-Hoon Min,Kyu-Chang Chun,Ki‐Bum Kim
出处
期刊:Journal of vacuum science & technology [American Institute of Physics]
卷期号:14 (5): 3263-3269 被引量:261
标识
DOI:10.1116/1.588818
摘要

Tantalum (Ta) and tantalum nitride films (Ta2N and TaN) of about 50 nm thickness were reactively sputter deposited onto (100) Si substrate by using dc magnetron sputtering and their diffusion barrier properties in between Cu and Si were investigated by using sheet resistance measurement, x-ray diffraction, Auger electron spectroscopy, and Secco etching. With increasing amounts of nitrogen in the sputtering gas, the phases in the as-deposited film have been identified as a mixture of β-Ta and bcc-Ta, bcc-Ta, amorphous Ta2N, and crystalline fcc-TaN. Diffusion barrier tests indicate that there are two competing mechanisms for the barrier failure; one is the migration of Cu into the Si substrate and another is the interfacial reaction between the barrier layer and the Si substrate. For instance, we identified that elemental Ta barrier failure occurs initially by the diffusion of Cu into the Si substrate through the barrier layer at 500 °C. On the other hand, the Ta2N barrier fails at 700 °C by the interfacial reaction between Ta2N and Si substrate instead of the migration of Cu into the Si substrate. For the case of TaN, the barrier failure occurs by the migration of Cu into the Si substrate at 750 °C. It is also demonstrated that the diffusion barrier property is enhanced as the nitrogen concentration in the film is increased.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Ade阿德完成签到,获得积分10
1秒前
酷波er应助D调的华丽采纳,获得10
1秒前
迷路的傲南完成签到 ,获得积分10
3秒前
古或今完成签到,获得积分10
3秒前
Dale完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
算命的发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
哒哒哒完成签到 ,获得积分10
4秒前
SherlockJia发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
香蕉觅云应助淡定汉堡采纳,获得10
6秒前
7秒前
绝世容颜完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
10秒前
MYSHOW发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
jijiguo完成签到,获得积分10
11秒前
乐观的无招完成签到,获得积分10
12秒前
真圆完成签到 ,获得积分10
13秒前
山水发布了新的文献求助10
14秒前
haojiahui完成签到,获得积分10
14秒前
哎呀妈呀发布了新的文献求助10
14秒前
丘比特应助阿萨十大采纳,获得10
14秒前
Arand完成签到,获得积分10
15秒前
SherlockJia发布了新的文献求助10
15秒前
CodeCraft应助六爻采纳,获得10
16秒前
安详的琳完成签到 ,获得积分10
17秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
prigogin应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
sun应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
热情碧空应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
woshi123应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
传统的松鼠完成签到 ,获得积分10
18秒前
woshi123应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Child and Adolescent Mental Health 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Römisch-Germanische Forschungen 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7600027
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9176144
关于积分的说明 19648011
捐赠科研通 7176125
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3268564
关于科研通互助平台的介绍 2433035
邀请新用户注册赠送积分活动 2262135