文章摘要:二硼化锆薄膜因具有高熔点、低电阻率等特点，在硅基器件Cu互连工艺中具有广阔的应用前景。然而，沉积态ZrB₂薄膜容易呈现结晶态，其晶界会为Cu原子提供快速扩散通道，通过小原子（N、O）掺杂可以得到非晶结构的ZrB₂薄膜，以提高其扩散阻挡性能。本文采用反应磁控溅射技术在单晶Si（100）基底上沉积了不同基底偏压的Zr-B-O-N薄膜和Cu/Zr-B-O-N双层膜，分别利用原子力显微镜、X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和四点探针仪等检测方法对薄膜的微观组织结构、电学和扩散阻挡性能进行表征分析。研究结果表明：沉积态Zr-B-O-N薄膜表面平整，粗糙度随基底偏压增加而增加，且呈现非晶结构；当基底偏压为150 V时，10nm的非晶Zr-B-O-N薄膜可以在700 ℃有效阻挡Cu原子扩散。因此，Zr-B-O-N薄膜是一种具有应用潜力的扩散阻挡层材料。

文章关键词:

项目基金: