面向 Cu 之外互连的外延金属
介观与纳米尺度物理
2020-04-17 v1
摘要
采用 Fuchs-Sondheimer 半经典模型，对生长在 c 面蓝宝石衬底上的 Co(0001) 与 Ru(0001) 单晶薄膜的实验测量电阻率随厚度的变化进行建模。模型拟合表明，Ru 的电阻率会在约 20 nm 厚度处降至 Co 以下。对于厚度大于 20 nm 的 Ru 薄膜，透射电子显微镜观测到穿通位错、失配位错、层错与形变孪晶。将 Co 薄膜暴露于环境空气，以及在 Ru 上沉积 SiO2、MgO、Al2O3 与 Cr2O3 氧化层，均会降低金属层的表面镜面反射度。然而对于 Ru 薄膜，在还原气氛中退火可恢复其表面镜面反射度。以外延电化学沉积 Co 于外延沉积的 Ru 层上为例，展示了为后段制程结构生成外延互连的可行性。文中描述了一种基于紧束缚方法的电子输运模型，并以 Ru 互连为例。该模型可计算包含大原子系综（10^5-10^6）的结构的电导率，随系统尺寸线性缩放，并可纳入缺陷。
引用
@article{arxiv.2004.00971,
title = {Epitaxial metals for interconnects beyond Cu},
author = {Katayun Barmak and Sameer Ezzat and Ryan Gusle and Atharv Jog and Sit Kerdsongpanya and Asim Khanya and Erik Milosevic and William Richardson and Kadir Sentosun and Amirali Zangiabadi and Daniel Gall and William E. Kaden and Eduardo R. Mucciolo and Patrick K. Schelling and Alan C. West and Kevin R. Coffey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00971},
year = {2020}
}
备注
37 pages, 10 figures, to appear in the Journal of Vacuum Science & Technology A