非晶氮化硼作为先进互连的超薄铜扩散阻挡层

本研究聚焦于非晶氮化硼（$\rm \alpha$-BN）作为先进半导体技术的新型扩散阻挡层，特别是解决后段制程（BEOL）互连中铜扩散的关键挑战。由于其超低介电常数和稳健的阻挡性能，$\rm \alpha$-BN被研究作为传统低k电介质的替代品。研究主要采用理论建模，使用高斯近似势来模拟和理解原子级相互作用。这种基于机器学习的方法能够对$\rm \alpha$-BN的非晶结构进行真实模拟，从而探索不同薄膜形貌对阻挡效能的影响。此外，我们使用简单的紧束缚模型研究了薄膜的电子和光学性质。除了理论研究，我们还对通过PECVD在Si上沉积的$\rm \alpha$-BN进行了铜扩散研究。理论和实验研究的结果都凸显了$\rm \alpha$-BN作为一种高效扩散阻挡层的潜力，适用于集成到纳米电子学中。这项研究表明，$\rm \alpha$-BN不仅是BEOL互连的有前景的候选材料，也展示了先进计算模型与实验方法在半导体应用材料创新中的协同作用。