search query: @keyword Si / total: 19
reference: 9 / 19
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 CentreIn 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
Opening a thesis
Reading the thesis
Printing the thesis
|
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
INSSI