集成电路铜互连中钽硅氮扩散阻挡层的制备及其阻挡特性研究的开题报告一、研究背景和意义：随着集成电路技术的不断发展和进步，晶体管的尺寸越来越小，布局越来越密集，互连线的宽度和间距也越来越小，互连线的电阻与电容成为限制芯片性能和工作速度的重要因素。而铜互连线是现代集成电路中主流的互连线材料，铜具有比铝更低的电阻率和更高的电导率，可以实现更小的线宽和更高的电流承受能力。然而，铜与硅的反应性较强，容易出现铜渗透硅导致晶体管电性能受损的问题。因此，在铜与硅之间加入一层扩散阻挡层来阻挡铜的扩散是解决这一问题的有效手段。目前，常用的扩散阻挡层材料有钽和钨两种。其中，钽具有较大的阻挡能力和良好的化学稳定性，被广泛应用于铜互连线的制备中。然而，钽的生产成本较高，且在高温下易与铜发生反应，导致钽互连线失效。为了改善这一问题，近年来出现了一种新型的钽硅氮复合扩散阻挡层，它具有钽的阻挡效果和硅氮的化学稳定性，且较钽更便宜，目前仍处于研究阶段。本文旨在制备铜互连线中的钽硅氮复合扩散阻挡层，并对其阻挡特性进行研究，以期提高铜互连线的可靠性、稳定性和工作性能，为集成电路的发展做出一定的贡献。二、研究内容和方法：本文研究的主要内容为：1.制备钽硅氮复合扩散阻挡层的工艺：通过物理气相沉积（PVD）的方法在铜表面沉积一层钽硅氮复合薄膜，将其作为扩散阻挡层，以阻挡铜与硅的扩散。优化制备工艺参数，获得较高的阻挡效果和较好的化学稳定性。2.测试钽硅氮复合扩散阻挡层的阻挡特性：使用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分别观察和测量钽硅氮复合扩散阻挡层的形貌和厚度，利用线性扫描伏安法（LSV）和谱仪测试扩散阻挡层的电阻率和电导率，并比较不同扩散阻挡层材料的性能差异。3.分析钽硅氮复合扩散阻挡层的优缺点：根据测试数据和研究结果，评估钽硅氮复合扩散阻挡层的优点和不足之处，并将其与传统的扩散阻挡层材料进行对比分析。三、预期成果和社会意义：本研究预期能够成功制备出具有良好阻挡特性的钽硅氮复合扩散阻挡层，验证其在铜互连线中的应用优势，为集成电路行业的技术创新提供一定的参考和指导。同时，本研究还有以下社会意义：1.提高铜互连线的可靠性和稳定性，促进集成电路的发展。2.优化扩散阻挡层制备工艺，拓展钽硅氮复合材料的应用范围。3.为我国半导体材料和器件领域的研究提供新的思路和方法。