Etude des mécanismes de rupture de barrières Ta-Si pour la métallisation de cuivre_effet de recuit thermique

Abstract

Le but de ce travail est d’étudier l’effet des barrières de diffusion d’alliage Si /Ta sur la formation et la stabilité thermique des siliciures de cuivre formés entre une couche mince de Cu et un substrat de Si. Pour cela, on a élaboré à l'aide de la pulvérisation cathodique, une structure de type Cu(50nm)/Ta73Si27(100nm)/Si(100) en variant la température de recuit entre 475°C et 1025°C. La caractérisation d’ échantillons est effectuée principalement à l’aide de la diffraction des rayons X en incidence rasante (GIDRX), la rétrodiffusion de Rutherford (RBS) et le microscope électronique en balayage (MEB). La GIDRX est montré, que l’interface entre Cu et Si est abrupte et propre, ce qui indique qu’aucune réaction et/ou formation de phases aux températures de recuit entre 475°C et 825°C. Par ailleurs, le recuit à 850°C conduit à la formation du siliciure riche en tantale Ta2Si et Ta5Si3. Le recuit à 875°C provoque la formation de phase de Cu3Si qui montre que le cuivre est réagi soit avec le silicium de la barrière ou bien de silicium du substrat. La technique RBS montre que les atomes de Cu et Si diffusent vers la surface d’échantillon pour former la phase Cu3Si. En fin, l’observation au MEB montre la formation d’un mélange Cu-Ta-Si à partir de