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M: Metallphysik

M 10: Nanokristalle

M 10.6: Vortrag

Mittwoch, 29. März 2000, 15:45–16:00, H6

Entmischung und Nanokristallisation in amorphen Ta-Si-N und Ti-Si-N - Schichten — •C. U. Pinnow¹, M. Bicker¹, S. Schneider¹, M. Seibt², G. Goerigk³ und U. Geyer¹ — ¹I. Phys. Inst. und SFB 345, Bunsenstr. 9, Univ. Göttingen, D-37073 Göttingen — ²IV. Phys. Inst., Univ. Göttingen — ³Hasylab, DESY, D-22603 Hamburg

Amorphe dünne Ta-Si-N- und nanokristallin / amorphe Ti-Si-N-Schichten besitzen eine hohe Stabilität als Diffusionsbarrieren zwischen Cu- oder Al- Leiterbahnen und auf Silizium basierenden integrierten Schaltkreisen. Für eine technische Anwendung der Schichten ist ein physikalisches Verständnis der Mechanismen notwendig, die bei hohen Temperaturen zum Versagen der Barrieren führen. Als Beitrag zu dieser Fragestellung werden (A)SAXS-Messungen an den Barrierenschichten vorgestellt, die zuvor bei verschiedenen Temperaturen

für vorgegebene Zeiten ausgelagert wurden. Bei den zwischen 1050K und 1200K ausgelagerten Ta-Si-N-Schichten deutet der beobachtete Streukontrast auf eine Entmischung der amorphen Matrix hin. Nach längerer Auslagerung bei 1050K setzt eine Nanokristallisation mit Bildung einer TaN-Phase ein. Erst ab der Kristallisationstemperatur von 1200K beobachtet man zusätzlich eine Ta₅Si₃-Phase. Beim Ti-Si-N wurde die fortschreitende Nanokristallisation untersucht. Die in der Kleinwinkelstreuung gemessenen anisotropen Streubilder lassen sich durch

Korrelationen der Nanokristalle untereinander erklären. Diese ASAXS- Messungen werden mit TEM-Untersuchungen und Spannungsmessungen (SSIOD) verglichen.