Введение ......................................................................................................................................4
1 Современное состояние многоуровневой металлизации СБИС и проблемы новых перспективных проводящих материалов................................................................................10
1.1 Физические основы работы КМОП транзисторов при повышенных температурах ................................................................................................................................................ 10
1.2 Современное состояние многоуровневой металлизации ИС .................................... 14
1.3 Вольфрам как материал функциональных слоев ИС ................................................. 24
1.4 Улучшение механических свойств вольфрама ........................................................... 27
1.5 Многоуровневая металлизация ИС на основе вольфрама ......................................... 32
2 Методы формирования и исследования тонких пленок сплавов вольфрама и проволок вольфрама ..................................................................................................................................34
2.1 Формирование пленок методом магнетронного осаждения ..................................... 34
2.2 Измерение толщины пленки при помощи профилометра ......................................... 37
2.3 Измерение механических напряжений ........................................................................ 38
2.4 Метод нормального отрыва .......................................................................................... 39
2.5 Метод растровой электронной микроскопии .............................................................. 40
2.6 Метод энергодисперсионного анализа ........................................................................ 43
2.7 Метод вторичной ионной масс-спектрометрии .......................................................... 44
2.8 Четырехзондовый метод ............................................................................................... 45
2.9 Измерение электромиграционной стойкости.............................................................. 48
3 Исследование проводящих тонких пленок вольфрама и его сплавов вольфрам-рений .49
3.1 Осаждение пленок чистого вольфрама ........................................................................ 49
3.2 Определение структуры и элементного состава пленок вольфрама ........................ 50
3.3 Измерение встроенных механических напряжений в структуре W-SiO2/Si ........... 55
3.4 Исследование пленок сплава вольфрам рений ........................................................... 61
3.5 Выводы ............................................................................................................................ 68
4 Исследование природы «рениевого эффекта» ....................................................................70
4.1 Исследование тонких пленок сплава вольфрам-рений .............................................. 70
4.2 Исследование проволок вольфрам и вольфрам-рений .............................................. 73
4.3 Природа «рениевого эффекта» ..................................................................................... 77
4.4 Выводы ............................................................................................................................ 80
5 Исследование пленок сплава вольфрам-титан и вольфрам-азот ......................................81
5.1 Магнетронное осаждение пленок сплава вольфрам-титан ........................................ 81
5.2 Измерение и теоретический расчет встроенных механических напряжений в структуре W(Ti)-SiO2/Si ...................................................................................................... 82
5.3 Определение структуры и элементного состава пленок сплава вольфрам-титан ... 89
5.4 Магнетронное осаждение пленок сплава вольфрам-азот .......................................... 93
5.5 Определение структуры и элементного состава пленок сплава вольфрам-азот ..... 94
5.6 Выводы .......................................................................................................................... 103
Заключение ............................................................................................................................. 104
Список литературы ................................................................................................................ 106
Приложение 1 Акты внедрения ............................................................................................ 119
Приложение 2 Патент ............................................................................................................ 122
