磁控溅射法制备用作铜互连阻挡层的钛-铝薄膜

邢金柱¹，刘保亭²，霍骥川²，周阳²，李晓红²，李丽²，张湘义²，彭英才¹，王侠¹

1. 河北大学电信学院2. 河北大学物理科学与技术学院铁性材料与器件研究所

摘 要：采用射频磁控溅射法在Si（100）基片上首先沉积了厚度40 nm的非晶钛-铝薄膜,然后在其上又原位生长了厚度100 nm的铜薄膜,制备了铜膜/钛-铝膜/硅试样;对试样分别在400⁸00℃内进行真空退火处理,用原子力显微镜、X射线衍射仪、四探针测试仪对试样的表面形貌、结晶状态及方块电阻进行了分析。结果表明:当退火温度低于750℃时,试样表面平整,表面粗糙度和方块电阻均较小且基本不随退火温度的升高而改变,此时,非晶钛-铝薄膜能够起到阻挡铜向硅中扩散的作用;当退火温度在800℃时,试样的表面粗糙度和方块电阻急剧增大,此时,非晶钛-铝薄膜已经不能起到阻挡层的作用。

关键词：铜互连;阻挡层;钛-铝薄膜;射频磁控溅射;