超薄梯度Zr/ZrN自形成扩散阻挡层特性研究

随着互连导线特征尺寸小于45nm，要求扩散阻挡层厚度低于3nm，目前常用的PVD技术已经不能满足需要，超薄高性能扩散阻挡层已经成为影响Cu互连用可靠性的难点问题。本项目利用与Cu互连生产工序兼容的PVD技术沉积含氮的Cu(Zr)合金膜，通过退火形成超薄梯度Zr/ZrN自形成扩散阻挡层，改善Cu互连的可靠性。本项目首次提出用高分辨透射电镜实时观察梯度自形成扩散阻挡层的形成和失效过程，结合梯度成分和显微结构的变化研究该类扩散阻挡层的失效机理。为全面理解该类扩散阻挡层的形成和失效规律，将透射电镜分析结果与I-V测试结果结合一起分析。本项目研究方法有创新，研究结果具有较强的科学意义和工业应用价值。