search query: @keyword Si / total: 19
reference: 9 / 19
« previous | next »
Author:Arpiainen, Sanna
Title:Advanced Diffusion Barriers for Copper Contacts on Silicon
Kehittyneet diffuusiovallimateriaalit piin kuparikontakteihin
Publication type:Master's thesis
Publication year:1999
Pages:58      Language:   eng
Department/School:Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto
Main subject:Elektronifysiikka   (S-69)
Supervisor:Kuivalainen, Pekka
Instructor:Kuivalainen, Pekka
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark TF80     | Archive
Keywords:Cu
Si
diffusion barrier
Ta
Cr
TiW
DLTS Cu
contact resistance Si
reactive sputtering
Cu
Si
diffuusiovalli
Ta
Cr
TiWN
TiN
kontaktiresistanssi
reaktiivinen sputterointi
Abstract (fin):IC-piirien metalloinnissa kuparilla (Cu) on perinteiseen alumiiniin verrattuna monia etuja, kuten alhaisempi resistiivisyys ja paremmat elektromigraatio ominaisuudet.
Kuparia ei kuitenkaan voi laittaa suoraan kontaktiin piin (Si) kanssa, sillä se reagoi helposti muodostaen kuparisilisidiä, sekä diffundoituu piissä varsin nopeasti.
Siksi Cu-Si rajapinnalla on käytettävä lisänä ohutta diffuusiovallia.

Tässä työssä tutkittiin muutamien transitiometalleihin perustuvien diffuusiovallien kontaktiresistanssia vahvasti seostettuun n- ja p-tyypin piihin, sekä Cu/valli/Si kontaktirakenteiden metallurgista stabiiliutta lämpötilan (300, 400 ja 500 C) funktiona.
Kontaktiresistanssin todettiin olevan riippumaton sekä vallimateriaalin työfunktiosta että kuumennuslämpötilasta, ja olevan kaikissa tapauksissa (n-Si) lähellä teoreettista arvoa arvioitaessa potentiaalivallin korkeudeksi kaksi kolmannesta kielletyn energiavyön leveydestä.
Vaikka kontaktiresistanssi sinänsä ei riippunut kuumennuslämpötilasta, jo 300 C kuumennus paransi kuitenkin kontakteja poistaen niistä aiemmin havaittuja epälineaarisuuksia.

Vallirakenteiden lämpötilakestävyys oli samankaltainen, tosin paikoin hieman huonompi kuin aiemmissa tutkimuksissa.
Kuparin resistiivisyyden mittaus paljasti 30 nm paksun kromi (Cr) vallin pettäneen 400 C, ja tantaali (Ta) vallin 500 C kuumennuksen jälkeen, kirjallisuusarvojen ollessa 450 C ja 570 - 600 C.
Kuparin resistiivisyydessä ei havaittu muutosta kuumennettaessa 30 nm titaani-wolframi, tai 10 nm titaani-nitridi ja titaani-wolframi-nitridi vallirakenteita viiteensataan asteeseen.
Muutamia reaktiopisteitä oli tosin havaittavissa Ta näytteissä 400 C ja TiN näytteissä 500 C kuumennuksen jälkeen.
Samalla metodilla tutkittiin myös Cu/valli/SiO_2/Si ja Cu/valli/SiN/Si rakenteiden kestävyyttä.
Lisäksi havaittiin piin vahvan boori ja forforiseostuksen vaikuttavan kontaktirakenteen kestävyyteen.

Työssä tutkittiin myös Deep Level Transient Spektroskopian (DLTS) käyttöä kuparin diffuusion toteamiseksi jo sen alkuvaiheessa kontaktin alle seostettujen n+p diodien avulla.
Tämä ratkaisu osoittautui kuitenkin toimimattomaksi, sillä fosfori vaikuttaa kontaktirakenteen lämpötilakestävyyteen ja lisää kuparin liukoisuutta piihin niin, että diffundoitunut kupari ei läpäise seostettua kerrosta, eikä sitä siten voida havaita tyhjennysalueella.

TiW ja TiWN osoittautuivat tässä tutkimuksessa parhaiksi diffuusiovalli materiaaleiksi.
Erityisesti tulisi huomata, että TiWN valli oli vain 10 nm paksu.
ED:1999-07-20
INSSI record number: 14590
+ add basket
« previous | next »
INSSI