释放2D MoS的力量:在现场TEM研究其作为Ru互连中扩散障碍的潜力
Ping-Hsuan Feng1, Kai-Yuan Hsiao1, Dun-Jie Jhan1
1Department of Materials Science and Engineering, National Tsing Hua University, Hsinchu 300, Taiwan.
ACS applied materials & interfaces
|October 4, 2023
概括
二硫化物 (MoS2) 作为金属相互连接中的有效扩散屏障,防止扩散至800°C. 这种材料对先进的电子应用非常有前途.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 金属互连在微电子中至关重要,但层间的扩散会降低性能.
- 需要有效的扩散屏障,以防止在高温下相互扩散和相位形成.
研究的目的:
- 研究二硫化物 (MoS) 作为 (Ru) 和 (Si) 互连的扩散屏障的有效性.
- 了解在接口上发生的扩散机制和相位转换,使用现场传输电子显微镜 (TEM).
主要方法:
- 在现场传输电子显微镜 (TEM) 具有衍射和成像.
- 用加热实验观察扩散和相变动力学.
- 多层和单层 (1L) MoS2扩散屏障的表征.
主要成果:
- 多层和单层MoS2都有效地阻断了Si扩散到Ru的温度高达800°C.
- 在更高的温度下,Si通过MoS2扩散,形成Ru2Si3.
- 经过等离子处理的1L-MoS2显示阻塞温度降低到750°C,但由于悬挂键,表面粘附性得到改善.
结论:
- 二硫化物 (MoS2) 显示出作为金属相互连接的扩散屏障的巨大潜力.
- 扩散阻断能力在高温下保持,这对设备可靠性至关重要.
- 表面修改,如等离子体处理,可以影响屏障性能和粘附.


