Atomic layer deposited ultrathin metal nitride barrier layers for ruthenium interconnect applications
Notice bibliographique
Résumé
Resistance capacitance time delay in Cu interconnects is becoming a significant factor requiring further performance improvements in future nanoelectronic devices. Choice of alternate interconnect materials, for example, refractory metals, and subsequent integration with underlying barrier and liner layers are extremely challenging for the sub-10 nm nodes. The development of conformal deposition processes for alternate interconnects, liner, and barrier materials are crucial in order for implementation of a possible replacement for Cu interconnects for narrow line widths. In this study, the authors report on ultrathin (∼3 nm) chemical vapor deposition (CVD) grown ruthenium films on 0.5 and 1 nm thick metal nitride (TiN, TaN) barrier layers deposited via atomic layer deposition (ALD). Using scanning electron microscopy, the authors determined the effect of the underlying barrier layer on the coverage of the ruthenium overlayer. The authors utilized synchrotron x-ray diffraction with in situ rapid thermal annealing to investigate the thermal stability of the barrier layers and determine the effective activation energies of barrier failure leading to ruthenium monosilicide formation. For Ru films deposited directly on Si and on 0.5 nm MN (M = Ti, Ta) covered Si substrates, silicide formation proceeds via a two-step crystallization process involving lateral nucleation above ∼440 °C followed by thickening of the ruthenium monosilicide layer above ∼520 °C. This silicidation temperature of ∼440 °C could be potentially problematic in back-end-of-the-line (BEOL) processing since it is close to the typical thermal budget used. However ∼1 nm thick ALD MN (M = Ti, Ta) was found to be adequate to block silicide formation up to ∼580 and ∼620 °C for TiN and TaN, respectively, and also aided in superior coverage of the CVD ruthenium overlayer (>90%). The results reported here might be useful to ascertain annealing temperature and time for BEOL process and integration optimization without reaching a state where ruthenium silicides start forming.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».