摘要随着科技的不断进步，集成电路的发展越来越迅速，且越来越向小型化发展。因发展的趋势飞快，现有的尺寸遇到了相关限制，当人们在物理尺寸接近极限时，开始从芯片的材料入手，希望能可观的解决物理尺寸的局限。传统上的Cu互连线习惯在Cu-Si之间加入阻挡层来防止Cu-Si的扩散，但在现代科学技术的高速发展下，就算是极薄的扩散层厚度对器件小型化也有了一定的影响。所以，为了顺应技术时代的发展，人们开始了无扩散阻挡层的研究。86712

本文通过研究Cu(Nb)无阻挡层结构高温热稳定性，对在Cu中直接掺杂Nb元素时对Cu膜相关性能的影响入手，参照已有实验的结论，对本次实验测得的结果有个系统性的了解。

本实验通过磁控溅射方法在SiO2/Si上溅射沉积Cu(Nb)薄膜。让样品在30W、60W及70W的功率下溅射沉积Cu(Nb)，同时还控制相应的Nb的含量，制得样品后，在350℃、450℃、550℃下进行高温退火，然后用XRD、四探针、SEM、XPS等方法分别对沉积态、350℃、450℃、550℃进行测试，然后对得到的图像进行整理分析。

毕业论文关键词：集成电路；阻挡层；Cu(Nb)；溅射沉积。

Abstract With the continuous progress of science and technology, the development of integrated circuits has become more rapid and scaled down。 Due to the rapid development, the size of the existing related restrictions。 Due to the limit in physical size, people hope to address the limitations of physical size。 Traditionally, barrier layer is used to prevent the diffusion between Cu-Si。 But with the development of modern science and technology, the thickness of the diffusion layer has a certain influence on the miniaturization of the device。 Therefore, in order to adapt to the development of the times, people began to study the barrierless diffusion layer。

This study focuses on Cu (Nb) without barrier layer structure thermal stability at high temperature。 The influence of Cu(Nb) film properties with different doped Nb was gained based on the existing experimental results。

Cu (Nb) thin films were deposited by magnetron sputtering on SiO2/Si。 The sample with the target power of 30W, 60W, 70W to control the Nb content。 The samples annealed at 350 to 550 °C, and then characterized by XRD, four probe, SEM and XPS methods respectively and then the images were collected and analyzed。

Keywords: Integrated circuit; barrier layer; Cu(Nb); Sputter deposition。

目  录

第一章 绪论 1

1。1 集成电路发展 1

1。1。1 集成电路的简介 1

1。1。2 国外相关研究 2

1。2 相关原理论述 4

1。2。1 所应用材料介绍 4

1。2。2 扩散阻挡层的现状及制备方法 5

1。2。3 无扩散阻挡层的现状及制备方法 7

1。3 本文研究意义 10

第二章 实验方法 11

2。1 实验仪器 11

2。1。1 磁控溅射仪 11

2。1。2 真空退火炉 11

2。2 实验步骤 12

2。3 镀层微观组织表征 13

2。3。1 XRD射线衍射 13

2。3。2 四探针测试仪 14

2。3。3 SEM扫描电子显微镜