property

Diffusion-barrier failure temperature

확산-장벽 파괴 온도

Cu/장벽/Si 스택이 붕괴되는 온도 (Cu가 Si에 도달하여 eta-prime-Cu₃Si를 형성하는 온도); TiN-Al-TiN-diffusion-barrier 및 TiN-multilayer-diffusion-barrier의 성능 지표. 민감도가 낮아지는 순서로 정의된 평가 방법으로 운용적으로 정의됨: Si 위의 secco-에치 피트 (가장 민감), XRD 실리사이드 피크 출현, 면저항 상승.

출처별 수치 비교

장벽	파괴 온도	참고문헌 / 방법	출처
TiN(10 nm) 단층, 기준	450 °C	에치 피트	Datta et al., J. Appl. Phys. (2002), Fig. 5
TiN/Al(2 nm)/TiN, 사전 어닐링	700 °C	세 가지 방법 모두 (+250 °C)	Datta et al., J. Appl. Phys. (2002), Fig. 5
TiN/Al(2 nm)/TiN, 사전 어닐링 없음	350 °C	에치 피트	Datta et al., J. Appl. Phys. (2002), Fig. 9
TiN(12 nm) 단층, 기준	600 °C	XRD	Kim et al., J. Appl. Phys. (2002), Fig. 2
TiN/Al(1 nm)/TiN	>700 °C (파괴 없음)	XRD	Kim et al., J. Appl. Phys. (2002), Fig. 2
TiN/Al(4 nm)/TiN	500 °C	XRD	Kim et al., J. Appl. Phys. (2002), Fig. 2
TiN/Al(8 nm)/TiN	550 °C	XRD	Kim et al., J. Appl. Phys. (2002), Fig. 2
TiN(10 nm) 기준	600 °C	XRD / 면저항 (SEM 500)	Kim et al., J. Vac. Sci. Technol. B (2003), Table II
TiN/Ru(2 nm)/TiN	650 °C	XRD / 면저항 (SEM 550)	Kim et al., J. Vac. Sci. Technol. B (2003), Table II
TiN/Cr(2 nm)/TiN	700 °C	세 가지 방법 모두	Kim et al., J. Vac. Sci. Technol. B (2003), Table II
TiN/Zr(2 nm)/TiN	800 °C	세 가지 방법 모두	Kim et al., J. Vac. Sci. Technol. B (2003), Table II

XRD는 일반적으로 면저항 상승보다 약 50 °C 앞서 파괴를 검출한다 (see Kim et al., J. Appl. Phys. (2002), Fig. 2).

비고

최적 Al 두께는 고정된 값이 아니라 O₂ 수지(budget)에 의존한다: Datta 2002 (사전 어닐링된 TiN, ~23 at.% O)에서는 Al 2 nm가 최적; Kim 2002 (증착 직후 상태, ~9 at.% O)에서는 1 nm가 최적. 상충되는 결과가 아니라 일관된 결과임 — grain-boundary-stuffing 참조.
Ru는 SEM (550 °C)과 XRD/면저항 (650 °C) 간에 100 °C의 불일치를 보임; 해당 논문은 이를 언급하고 있으나 충분히 설명하지 못함 (see Kim et al., J. Vac. Sci. Technol. B (2003), Table II) — 미해결 소과제.