Copper has been used as interconnec

Copper has been used as interconnects in ultra large scale integrated circuits (ULSI) because Cu has a high electrical conductivity and high resistance to electromigration. Typical Cu interconnection requires a barrier to prevent Cu diffusion because detrimental reactions occur between Cu and silicon (Si) at a temperature as low as 200 °C [1] and [2]. The barrier layer typically has a high electrical resistivity, which suggests the use of Cu alloy film free from the barrier. Cu-alloy films, which dope Cu with soluble or insoluble elements, can retard the intermixing between Cu and Si and further improve resistance to electromigration.

As the feature sizes used in the ULSI decrease toward 16 nm, a process that deposits a conformal Cu film is urgently needed. Many researchers have extensively studied Cu and Cu-alloy films prepared by sputtering [3], [4] and [5]. However, a damascene process is used to produce copper interconnections during the manufacturing of ULSI. A wet electrochemical process is employed to deposit the Cu film. Therefore, an electrochemical method to prepare high quality Cu films is essential for ULSI at technology nodes that are a few tens of nanometers in size. Currently, atomic layer deposition (ALD) is typically employed because it is capable of forming a conformal film to deposit these layers, especially for deep trenches and vias. In this study, the electrochemical form of ALD (electrochemical atomic layer deposition, ECALD) enables for the formation of Cu interconnection to be an entirely wet process [6], [7] and [8].

To maintain the lowest possible electrical resistivity of the Cu alloy film, a Cu(Ag) film may be a potential material for interconnects in microelectronics. In this study, Cu and Cu(Ag) were deposited on Ru/Si substrates using ECALD. According to the fabrication of copper interconnects in microelectronics, electroplating was employed to deposit the Cu(Ag) alloy films from a sulfuric acid electrolyte [9] and [10]. The underpotential co-deposition of Au–Cu alloys has been performed [11], indicating that the copper alloy film can be co-deposited by selecting the appropriate deposition potential of a mixing solution. By adjusting the concentration of the solution, precise alloy composition control using underpotential deposition (UPD) can be achieved. Cu(Ag) deposition using UPD by ECALD is reported for the first time. The UPD involves the deposition of an atomic layer of one element on a second layer of an element at a potential prior to that needed to deposit the element on itself. The process of layer-by-layer atomic deposition and the electrical properties of the resulting Cu and Cu(Ag) films will be discussed.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มีการใช้ทองแดงเชื่อมต่อในวงจรแบบรวมขนาดใหญ่พิเศษ (ULSI) เนื่องจาก Cu มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและทนทานสูงต่อ electromigration ความเกี่ยวข้องกัน Cu ทั่วไปต้องมีสิ่งกีดขวางเพื่อป้องกันการแพร่ของ Cu เนื่องจากเกิดผลดีปฏิกิริยาระหว่าง Cu และซิลิคอน (Si) ที่อุณหภูมิต่ำสุดที่ 200 ° C [1] และ [2] ชั้นสิ่งกีดขวางโดยทั่วไปมีความสูงความต้านทานไฟฟ้า การใช้ฟิล์มโลหะผสม Cu ปราศจากอุปสรรค โลหะผสม Cu ฟิล์ม ที่ดูดเนื้อ Cu มีองค์ประกอบที่ละลายน้ำ หรือละลายได้ สามารถถ่วง intermixing ระหว่าง Cu และศรี และพัฒนาความต้านทานต่อ electromigrationเป็นขนาดคุณลักษณะใช้ใน ULSI ลดไป 16 nm กระบวนการที่ฝากภาพยนตร์ Cu conformal เป็นสิ่งจำเป็นเร่งด่วน นักวิจัยต่าง ๆ ได้อย่างกว้างขวางศึกษา Cu และโลหะผสม Cu ฟิล์มโดยพ่น [3], [4] [5] อย่างไรก็ตาม กระบวนการ damascene ใช้ผลิต interconnections ทองแดงในระหว่างการผลิต ULSI กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าเปียกเป็นลูกจ้างฝากฟิล์ม Cu ดังนั้น วิธีการทางเคมีไฟฟ้าเพื่อเตรียมฟิล์ม Cu คุณภาพเป็นสิ่งสำคัญสำหรับ ULSI ที่โหนเทคโนโลยีที่ nanometers ขนาดไม่กี่สิบ ปัจจุบัน สะสมชั้นอะตอม (ALD) เป็นลูกจ้างโดยทั่วไปเนื่องจากมีความสามารถในการขึ้นรูปฟิล์ม conformal ฝากชั้นเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ trenches ลึกและ vias ในการศึกษานี้ แบบไฟฟ้า ALD (ชั้นอะตอมไฟฟ้าสะสม ECALD) ทำให้การก่อตัวของความเกี่ยวข้องกัน Cu จะ เปียกทั้งกระบวนการ [6], [7] [8] และการรักษาที่ต่ำสุดความต้านทานไฟฟ้าของฟิล์มโลหะผสม Cu, Cu(Ag) ฟิล์มอาจเป็นวัสดุที่มีศักยภาพสำหรับการเชื่อมโยงในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ในการศึกษานี้ Cu และ Cu(Ag) ได้ฝากบนพื้นผิว Ru/ศรี ใช้ ECALD ตามการผลิตทองแดงเชื่อมต่อในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้าถูกจ้างฝากฟิล์มโลหะผสม Cu(Ag) จากกรดซัลฟิวริกเป็นอิเล็กโทร [9] [10] สะสมร่วม underpotential ของโลหะ Au – Cu มีการดำเนินการ [11] , แสดงว่า ฟิล์มโลหะผสมทองแดงสามารถนำร่วมฝาก โดยเลือกศักยภาพสะสมที่เหมาะสมของการผสม โดยการปรับความเข้มข้นของการแก้ปัญหา การสะสม underpotential (UPD) ควบคุมองค์ประกอบโลหะผสมอย่างแม่นยำสามารถทำได้ Cu(Ag) สะสมใช้ UPD โดย ECALD มีรายงานเป็นครั้งแรก UPD เกี่ยวข้องกับการสะสมของชั้นที่อะตอมขององค์ประกอบหนึ่งบนชั้นสองขององค์ประกอบที่มีศักยภาพที่ต้องฝากองค์ประกอบในตัวเอง จะได้กล่าวถึงกระบวนการสะสมชั้นโดยชั้นอะตอมและคุณสมบัติทางไฟฟ้าของฟิล์ม Cu และ Cu(Ag) ได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทองแดงได้รับการใช้เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อกันในวงจรรวมขนาดใหญ่พิเศษ (ULSI) เพราะ Cu มีการนำไฟฟ้าสูงและความต้านทานสูงเพื่อ electromigration เชื่อมต่อโครงข่าย Cu โดยทั่วไปต้องมีอุปสรรคในการป้องกันการแพร่กระจาย Cu เพราะปฏิกิริยาอันตรายเกิดขึ้นระหว่าง Cu และซิลิกอน (Si) ที่อุณหภูมิต่ำเป็น 200 ° C [1] และ [2] ชั้นอุปสรรคมักจะมีความต้านทานไฟฟ้าสูงซึ่งแสดงให้เห็นการใช้ฟิล์มโลหะผสมทองแดงเป็นอิสระจากอุปสรรค ภาพยนตร์ทองแดงผสมซึ่งยาเสพติด Cu กับองค์ประกอบที่ละลายน้ำได้หรือไม่ละลายน้ำสามารถชะลอการแพร่ระหว่าง Cu และศรีและยังปรับปรุงความต้านทานต่อ electromigration. ในฐานะที่เป็นขนาดคุณลักษณะที่ใช้ในการลดลง ULSI 16 นาโนเมตรที่มีต่อกระบวนการที่เงินฝากภาพยนตร์มาตราส่วน Cu เป็นสิ่งจำเป็นอย่างเร่งด่วน นักวิจัยหลายคนมีการศึกษาอย่างกว้างขวาง Cu และภาพยนตร์ Cu อัลลอยด์ที่จัดทำโดยสปัตเตอร์ [3] [4] และ [5] อย่างไรก็ตามยกระบวนการทําใช้ในการผลิตการเชื่อมโยงระหว่างการผลิตทองแดงของ ULSI กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าเปียกเป็นลูกจ้างที่จะฝากภาพยนตร์ Cu ดังนั้นวิธีการไฟฟ้าเพื่อเตรียมความพร้อมที่มีคุณภาพสูงภาพยนตร์ Cu เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ ULSI ที่โหนดเทคโนโลยีที่มีไม่กี่สิบนาโนเมตรในขนาด ปัจจุบันการสะสมชั้นอะตอม (ALD) เป็นลูกจ้างมักจะเพราะมันมีความสามารถในการขึ้นรูปฟิล์มมาตราส่วนที่จะฝากชั้นเหล่านี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับร่องลึกและจุดแวะ ในการศึกษานี้รูปแบบไฟฟ้าของมรกต (การสะสมชั้นอะตอมไฟฟ้า, ECALD) ช่วยให้สำหรับการสร้างการเชื่อมต่อระหว่าง Cu จะเป็นกระบวนการเปียกทั้งหมด [6] [7] และ [8]. เพื่อรักษาความต้านทานไฟฟ้าเป็นไปได้ต่ำสุดของ ฟิล์มโลหะผสมทองแดง Cu (AG) ฟิล์มอาจจะเป็นวัสดุที่มีศักยภาพในการเชื่อมต่อในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ในการศึกษานี้ Cu และทองแดง (AG) ถูกวางลงบน Ru / ศรีพื้นผิวโดยใช้ ECALD ตามการผลิตเชื่อมทองแดงในไมโครอิเล็กทรอนิกส์, ไฟฟ้าถูกจ้างมาเพื่อฝาก Cu (AG) ภาพยนตร์ผสมจากอิเล็กโทรกรดกำมะถัน [9] และ [10] ร่วมการสะสมของโลหะผสม underpotential Au-Cu ได้รับการดำเนินการ [11] แสดงให้เห็นว่าฟิล์มโลหะผสมทองแดงสามารถร่วมฝากโดยการเลือกที่มีศักยภาพการสะสมความเหมาะสมของการแก้ปัญหาการผสม โดยการปรับความเข้มข้นของการแก้ปัญหา, โลหะผสมที่แม่นยำการควบคุมองค์ประกอบโดยใช้การสะสม underpotential (UPD) สามารถทำได้ Cu (AG) การสะสมการใช้ UPD ECALD โดยมีรายงานเป็นครั้งแรก UPD เกี่ยวข้องกับการทับถมของชั้นอะตอมของธาตุหนึ่งบนชั้นที่สองขององค์ประกอบที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่จำเป็นในการฝากองค์ประกอบกับตัวเอง กระบวนการของชั้นโดยชั้นทับถมอะตอมและสมบัติทางไฟฟ้าของผล Cu และทองแดง (AG) ภาพยนตร์จะมีการหารือ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ทองแดง ถูกใช้เป็นเชื่อมต่อในระบบขนาดใหญ่วงจรรวม ( ยูแอลเอสไอ ) เพราะ Cu มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและความต้านทานสูง electromigration . เชื่อมทองแดงทั่วไปต้องมีเกราะป้องกันการแพร่กระจายเพราะอันตรายเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยา Cu Cu และซิลิกอน ( Si ) ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 องศา C [ 1 ] และ [ 2 ]กั้นชั้นมักจะมีความต้านทานไฟฟ้าสูง ซึ่งเกิดจากการใช้ฟิล์มโลหะผสมทองแดงปลอดจากอุปสรรค ทองแดงโลหะผสมทองแดงกับองค์ประกอบของภาพยนตร์ ซึ่งยาเสพติดหรือละลายไม่ละลาย สามารถชะลอความแตกต่างระหว่างทองแดงและ SI และปรับปรุงความต้านทานต่อ electromigration

เป็นคุณสมบัติที่ใช้ในการลดขนาดยูแอลเอสไอต่อ 16 นาโนเมตรกระบวนการที่ฝากฟิล์มทองแดงมาตราส่วนจำเป็นอย่างเร่งด่วน นักวิจัยหลายคนได้ศึกษาทองแดงและทองแดงอัลลอย อย่างภาพยนตร์ที่เตรียมโดยการสปัตเตอร์ [ 3 ] , [ 4 ] และ [ 5 ] อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่ใช้ในการผลิตทองแดง damascene เชื่อมโยงในการผลิตยูแอลเอสไอ . กระบวนการทางไฟฟ้าเคมีเปียกเป็นลูกจ้างเพื่อฝากลบฟิล์ม ดังนั้นวิธีการทางเคมีไฟฟ้าเพื่อเตรียมฟิล์มทองแดงคุณภาพสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับยูแอลเอสไอที่เทคโนโลยีจุดที่ไม่กี่สิบนาโนเมตร ในขนาด ปัจจุบัน สะสมชั้นอะตอม ( ald ) มักจะใช้เพราะมันมีความสามารถในการขึ้นรูปฟิล์ม conformal ฝากชั้นเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับร่องลึกและ Vias . ในการศึกษานี้แบบฟอร์มทางเคมีไฟฟ้าของ ald ( สะสม , ชั้นไฟฟ้าปรมาณู ecald ) ช่วยให้สำหรับการสร้างการเชื่อมต่อกับเป็น กระบวนการทั้งหมดเปียก [ 6 ] [ 7 ] และ [ 8 ] .

เพื่อรักษาค่าความต้านทานไฟฟ้าของโลหะทองแดงได้ฟิล์ม , Cu ( AG ) ภาพยนตร์อาจเป็นวัสดุที่มีศักยภาพ สำหรับเชื่อมในเทคโนโลยี . ในการศึกษานี้ทองแดงและทองแดง ( AG ) ฝากเงินในรู / ศรีพื้นผิวโดยใช้ ecald . ตามการผลิตทองแดงเชื่อมในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ , ไฟฟ้ามีจำนวนเงินฝาก CU ( AG ) โลหะผสมฟิล์มจากกรดซัลฟูริคอิเล็กโทรไลต์ [ 9 ] และ [ 10 ] การสะสมของทองแดงและ underpotential Co AU โลหะได้รับการปฏิบัติ [ 11 ]ระบุว่า ทองแดงอัลลอย ภาพยนตร์สามารถ Co ฝากได้โดยการเลือกที่เหมาะสมของศักยภาพของการผสมสารละลาย โดยปรับความเข้มข้นของสารละลาย , การควบคุมองค์ประกอบโลหะแม่นยำใช้ underpotential สะสม ( upd ) ได้ ทองแดง ( Ag ) โดยการใช้ upd ecald มีรายงานครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของ upd ชั้นอะตอมขององค์ประกอบหนึ่งบนชั้นสองขององค์ประกอบที่อาจเกิดขึ้นก่อน ที่ต้องฝากธาตุในตัวเอง กระบวนการของชั้นโดยชั้นของอะตอม และสมบัติทางไฟฟ้าของทองแดงและทองแดง ( AG ) ซึ่งภาพยนตร์จะได้รับการพิจารณา