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Characterization of a chloride-based titanium nitride atomic layer deposition process for back-end-of-line devices

 
: Neuber, Markus
: Weinreich, Wenke

Zwickau, 2014, 66 pp.
Zwickau, Hochschule, Master Thesis, 2014
English
Master Thesis
Fraunhofer IPMS ()

Abstract
Schon seit einigen Jahren gilt Titannitrid (TiN) in der Halbleitertechnologie als bevorzugtes Material für Elektroden. Die stetige Miniaturisierung nach dem Moore’schen Gesetz und der Trend dreidimensionale Strukturen zu integrieren, erfordert dabei bereits in vielen Fällen den Einsatz der Atomlagenabscheidung (engl. Atomic Layer Deposition - ALD), da diese auch inkomplexen Strukturen eine gleichmäßige Abscheidung von Materialien im Nanometerbereich gewährleistet. Die standardmäßige thermische Abscheidung von TiN aus Titan(IV)-chlorid(TiCl4) und Ammoniak (NH3) findet bei Prozesstemperaturen von 400 - 600 °C statt.Um dieses thermische Budget abzusenken und damit eine Integration verschiedener Bauelemente im Back-End-of-Line (BEoL) zu ermöglichen, wird in dieser Arbeit Tertbutylhydrazin (tBuHy) als stickstoffliefernder Präkursor eingesetzt, welcher eine höhere Reaktivität mit TiCl4 verspricht. Zur Charakterisierung des Prozesses werden die Eigenschaften des abgeschiedenen TiN mittels verschiedener analytischen Methodengrundlegend untersucht. Außerdem werden die TiN Schichten thermisch nachbehandelt, wodurch der elektrische Widerstand signifikant verringert wird. Der Vergleich zu einemNH3 - basierten TiN-Prozess, zeigt das Potential des alternativen Präkursoren. Schließlich wird beispielhaft ein MIM Kondensator hergestellt, dessen Funktionalität durch das Bestimmenseiner elektrischen Eigenschaften gezeigt wird.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-326371.html