Selective Chemical-Vapor Deposition of Metal Films using Cu-Iodide

使用碘化铜选择性化学气相沉积金属薄膜

• 批准号: 22K04178
• 负责人: 山内 智
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04178/
• 关键词: 選択成長; 金属薄膜; 化学気相堆積; ヨウ化物; 集積回路配線

１．真空中で加熱・昇華させたヨウ化銅（I)（CuI）を原料とした銅の選択形成を行う際の銅粒径の増大のための基板前処理の検討、および、金属／誘電体上での選択性を向上させるための前処理と銅形成条件の最適化をおこなった。・銅形成前の基板前処理をRuに対して検討した結果、真空中400℃程度で90分間以上の熱処理を施すことでスパッタ形成したRuの再結晶化が進み、表面平坦性の改善が行なわれることでRu上で分解生成した銅原子およびヨウ素原子の表面泳動が促され、銅の粒径が著しく増加しかつ平坦化された島状成長が実現できることがわかった。また、本実験結果から銅結晶の成長機構をモデル化することができ、Ru上で分解生成した銅原子は島状グレインの側面形成に寄与するのに対して島状グレイン表面で分解生成した銅原子は主にグレインの高さ増加に寄与するが20％程度は側面形成に寄与していることが明らかとなった。また、本方法は金属表面の自由電子を原料の選択吸着に利用することから金属表面の酸化物除去は必須である。そこで、Ru上にプラズマCVDで形成したCuO膜を対象として低圧中でのアルコール処理による還元プロセスを検討し、200℃程度でのメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどの処理が金属表面の還元に極めて効果的であることを見出した。・銅の選択形成では、銅のLine＆Space上での検討により、前述のアルコール処理と成長中に還元性ガスを添加することにより銅／SiO2間で極めて高い選択性が得られることがわかった。２．ヨウ化ルテニウムを用いたRuの選択形成の検討をおこなった。・市販のヨウ化ルテニウム(RuI3)は過剰のヨウ素を含むために低温真空中での長時間処理が必要であることがわかった。・Pt基板上での実験では300℃以上でPt-Ru合金形成が行なわれ、RuI3からRu生成が可能であることを見出した。

1。研究底物预处理以增加铜粒径时，选择性地形成铜（I）碘化物（CUI）并在真空中加热并升华，并提高对金属/载体的选择性并优化铜的形成条件。 - 由于在形成铜之前对RU进行了检查，发现在大约400°C的真空中应用热处理超过90分钟，将溅射的RU恢复为重结晶，并提高了表面平坦，并提高了铜原子和碘原子的表面迁移，从而在RU的范围内增加了群体，从而增加了Copper的群体，从而增加了Copter的规模。此外，可以根据该实验的结果对铜晶体的生长机制进行建模，并发现在Ru上分解的铜原子有助于形成类似岛状晶粒的侧面，而铜原子分解在类似岛的谷物表面上，主要导致晶粒高度上的增加，但大约有20％的形式贡献了该侧面的形式。此外，在这种方法中，金属表面上的游离电子用于选择性吸附原料，因此从金属表面去除氧化物至关重要。因此，我们研究了由等离子体CVD在RU上形成的CUO膜下酒精处理在RU上的CUO膜下进行的减少过程，并发现在约200°C下对甲醇，乙醇，异丙醇等进行治疗在减少金属表面非常有效。 - 在选择铜的选择中，发现，通过在生产线和空间上检查铜，可以通过在酒精处理过程中添加减少气体和生长，从而实现极高的选择性，如上所述。 2。我们使用碘化rutheniumiodide研究了RU的选择。 - 已经发现，市售的碘化非丁氨基（RUI3）含有过多的碘，需要在低温真空中进行长期处理。 - 在PT底物的实验中，PT-RU合金在300°C或更高时形成，发现RUI3可以实现RU的产生。

项目成果

A study of Cu-growth feature by selective-LPCVD using CuI-precursor

使用 CuI 前驱体选择性 LPCVD 的 Cu 生长特性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Gento Toyoda;Satoshi Yamauchi;Takashi Fuse;Yusuke Kubota
• 通讯作者: Yusuke Kubota

Study of Cu-growth feature by selective low-pressure chemical vapor deposition using a CuI precursor

使用 CuI 前驱体选择性低压化学气相沉积研究 Cu 生长特性

• DOI: 10.35848/1347-4065/acc257
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Toyoda Gento;Kikuchi Hikari;Yamauchi Satoshi;Joutsuka Tatsuya;Fuse Takashi;Kubota Yusuke
• 通讯作者: Kubota Yusuke

二段階成長による選択LPCVD-Cuの成長形態の制御

通过两步生长控制选择性 LPCVD-Cu 的生长形貌

• 发表时间: 2022
• 作者: 豊田絃人;山内智
• 通讯作者: 山内智

金属ハライドを原料とした金属薄膜の気相選択形成

以金属卤化物为原料气相选择性形成金属薄膜

• 发表时间: 2022
• 作者: Gento Toyoda;Satoshi Yamauchi;Takashi Fuse;Yusuke Kubota;山内智
• 通讯作者: 山内智

ヨウ化銅(Ⅰ)を用いた選択CVD法による低抵抗率な銅層の形成

使用碘化铜(I)通过选择性CVD方法形成低电阻率铜层

• 发表时间: 2022
• 作者: Toyoda Gento;Kikuchi Hikari;Yamauchi Satoshi;Joutsuka Tatsuya;Fuse Takashi;Kubota Yusuke;豊田絃人，山内智
• 通讯作者: 豊田絃人，山内智