中文摘要：

随着集成电路的尺寸不断缩小，需要采用Cu互连技术。在器件尺寸进入90纳米节点后，需要制备厚度小于10纳米、电阻率低、热稳定性好、台阶覆盖特性好、和低介电常数介质以及Cu都有良好黏附特性的超薄扩散阻挡层。本项目拟研究用新型薄膜淀积方法－原子层淀积方法制备扩散阻挡层。用原子层淀积方法制备氮化物扩散阻挡层的研究还刚刚起步，深入研究用原子层淀积技术制备Cu互连中的新型扩散阻挡层材料中的工艺过程对薄膜材料特性及电学特性的影响，研究在不同Low K材料表面生长的ALD扩散阻挡层的特性和工艺，探索ALD生长薄膜过程中的材料表面化学反应机制，获得能在VLSI工艺中和Low K工艺集成的ALD生长扩散阻挡层的新扩散阻挡层材料。

结论摘要：

随着集成电路器件尺寸进入深亚微米，互连已经成为限制集成电路的瓶颈。制备厚度小于10纳米、电阻率低、热稳定性好、台阶覆盖特性好、和低介电常数介质以及Cu都有良好黏附特性的超薄扩散阻挡层材料和工艺，对于降低互连有效电阻、提高器件电学可靠性是非常重要的。本项目利用原子层淀积方法在多种衬底上制备了TaN、TiO2、Ru, VN等多种扩散阻挡层材料，深入研究原子层淀积过程中不同的生长模式对材料性能的影响，研究了ALD生长薄膜过程中的材料表面化学反应机制，以及生长工艺对最终薄膜性能的影响。针对亚45纳米技术结点的要求，和国际研究同步，研究了新型无籽晶层工艺，研究了新型的以Ru为Cu和扩散阻挡层之间的黏附层即Ru/Ta,Ru/TaN双层扩散阻挡层工艺，研究了在Si，Low K衬底上的扩散阻挡层特性，Cu的扩散以及对电学特性的影响，实验结果表明，采用原子层淀积工艺，可以获得性能优异的扩散阻挡层材料；Ru/TaN双层结构可以应用在无籽晶层工艺，作为亚45纳米技术结点的新型扩散阻挡层材料。