基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计

doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.05.006

	基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计
	杨冕 1; 利助民 1; 李晓娜 1; 李南军 1; 郑月红1,2 ; 朱瑾 3; 董闯 1
	2020-05-20
发表期刊	表面技术
期号	2020-05 页码:48-60+97
摘要	随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜（Cu种籽层）势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温（400～500℃）后续工艺实施过程中,需同时具备高的稳定性（不发生互扩散反应）和低的电阻率。基于此,首先综述了目前无扩散阻挡层结构的研究现状及问题,然后对基于稳定固溶体团簇模型设计制备的无扩散阻挡Cu-Ni-M薄膜的研究工作进行了梳理,通过多系列薄膜微观结构、电阻率及稳定性的对比,深入探讨了第三组元M的选择原则及其对薄膜热稳定性的影响。为进一步验证稳定固溶体团簇模型的有效性,对第二组元的变化进行了相关讨论。结果证实,选取原子半径略大于Cu、难扩散且难溶的元素作为第三组元M,薄膜表现出良好的扩散阻挡能力;当M/Ni=1/12,即合金元素完全以团簇形式固溶于Cu基体时,薄膜综合性能达到最优,能够满足微电子行业的要求。所有研究表明,稳定固溶体团簇模型在无扩散阻挡层Cu合金薄膜的成分设计方面十分有效,该模型也有望在耐高温Cu合金及抗辐照材料成分设计方面推广使用。
关键词	铜合金薄膜无扩散阻挡结构稳定固溶体团簇模型成分设计热稳定性电阻率
DOI	10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.05.006
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收录类别	CNKI
语种	中文
中图分类号	TG174.4;TB383.2
引用统计	无
文献类型	期刊论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/104179
专题	兰州理工大学
作者单位	1.大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室; 2.兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室; 3.台湾科技大学材料科学与工程系
第一作者单位	材料科学与工程学院
第一作者的第一单位	材料科学与工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	杨冕,利助民,李晓娜,等. 基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计[J]. 表面技术,2020(2020-05):48-60+97.
APA	杨冕.,利助民.,李晓娜.,李南军.,郑月红.,...&董闯.(2020).基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计.表面技术(2020-05),48-60+97.
MLA	杨冕,et al."基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计".表面技术 .2020-05(2020):48-60+97.

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基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合（10636KB）	期刊论文	出版稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载