Новый способ нанесения меди на полупроводник

Исследователи из Texas A&M University (ранее университет назывался "Техасский Университет Агрокультуры и Машиностроения", отсюда и "А", "М" в названии) сообщают, что разработали новый способ нанесения меди на поверхность кристаллов полупроводников - плазменный. При этом нанесение меди на поверхность может проводиться при комнатной температуре.

Обычно алюминиевые проводники наносятся на кристалл травлением. Но поскольку полупроводник образовывает слишком прочные связи с медью, процесс травления медных проводников на поверхности довольно сложен. Поэтому медные проводники обычно наносятся "дамаскированием" (damascene approach, метод "насечек"), правда, не тем "дамаскированием", как при изготовлении мечей: на поверхности кристалла вырезаются каналы, которые наполняются медью, после чего следует СМР-процесс. Однако применение СМР-процесса тоже имеет свои проблемы и, по данным International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) будет трудно применим для 100 нм техпроцессов.

Итак, в новом процессе вместо того, чтобы испарять медь в плазме, вся медная пленка трансформируется в неактивный галогенид меди (бромид или хлорид), формирующий пористый слой на поверхности кристалла. Этот слой потом растворяется слабым раствором HCl. Исследователи считают, что у этого процесса намного выше шансы на успех, чем у альтернативных. Многие процессы наталкиваются на трудность с удалением галогенидов с поверхности, что требует нагрева до температур выше 400C, чтобы получить давление паров выше 1 Торр (1 мм. рт. ст. или 131 Па). Это приводит к ухудшению равномерности нанесения проводников и неоправданному усложнению оборудования.

Исследователи изучили влияние таких параметров, как время нахождения в плазме, давление, мощность, температура; на формирование медного слоя. Температура кристалла напрямую влияет на скорость восстановления меди. Например, при мощности 600 Вт и давлении плазмы в 20 мТорр, если увеличить температуру субстрата с 25 до 100 градусов Цельсия, скорость роста CuCl увеличилась с 600 до 1200 нм/мин. Равномерность слоя также зависит от температуры. Но даже при комнатной температуре исследователи смогли достичь неплохих результатов. Новый способ нанесения меди на полупроводник

На первом рисунке показано поперечное сечение плазмы меди (400 нм), подверженной воздействию молекулярного хлора при температуре 25 С. Уникальность процесса заключается в том, что окислитель генерируется в плазме и субстрате при постоянной бомбардировке ионами. Однако, при обработке соляной кислотой слой меди может вздуться, что объясняется увеличением объема при проникновении хлора и пористой структурой получившегося слоя. Новый способ нанесения меди на полупроводник

Исследователи сравнили этот процесс с окислением железа и образованием ржавчины. На втором рисунке показан получаемый образец. Были также исследованы и другие факторы, влияющие на равномерность слоя меди, и составлена некоторая математическая модель.

Сейчас исследователи работают над созданием нанометровых медных проводников.

Автор:

| Источник: Представительство Powercom

Все новости за сегодня

Календарь

февраль
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс