Initial stages of atomic layer deposition of tantalum nitride on SiO 2 and porous low-κ substrates modified by a branched interfacial organic layer: Chemisorption and the transition to steady-state growth

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 41, 2012, Pages 21948-21960

  Hughes, Kevin J ^a   Dube, Abhishek ^a   Sharma, Manish ^a   Engstrom, James R ^a  

^a School of Operations Research and Industrial Engineering   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINE FUNCTIONALITY; ANALYTICAL METHOD; ANGLE-RESOLVED XPS; BRANCHED MOLECULES; CHEMICAL STATE; CHEMICAL TRANSFORMATIONS; IN-SITU; INITIAL STAGES; ORGANIC LAYERS; POLYETHYLENEIMINE; TANTALUM NITRIDES;

CHEMISORPTION; FILM THICKNESS; PHOTOELECTRONS; SURFACES; TANTALUM; TANTALUM COMPOUNDS; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

ATOMIC LAYER DEPOSITION;

EID: 84867561090     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp3086232     Document Type: Article

References (74)

1. Handbook of Thin Film Materials; Ritala, M., Leskelä, M., Nalwa, H. S., Eds.; Academic: San Diego, CA; Vol. 1
2. Puurunen, R. L. J. Appl. Phys. 2005, 97, 121301
3. International Technology Roadmap for Semiconductors, http://www.itrs.net, 2009.
4. Langereis, E.; Heil, S. B. S.; van de Sanden, M. C. M.; Kessels, W. M. M. Phys. Status Solidi C 2005, 2, 3958-3962
5. Langereis, E.; Heil, S. B. S.; van de Sanden, M. C. M.; Kessels, W. M. M. J. Appl. Phys. 2006, 100, 023534
6. Martin Hoyas, A.; Whelan, C. M.; Schuhmacher, J.; Celis, J. P.; Maex, K. Electrochem. Solid-State Lett. 2006, 9, F64-F68
7. Dube, A.; Sharma, M.; Ma, P. F.; Engstrom, J. R. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 164108
8. Dube, A.; Sharma, M.; Ma, P. F.; Ercius, P. A.; Muller, D. A.; Engstrom, J. R. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11045-11058
9. Hughes, K. J.; Engstrom, J. R. J. Vac. Sci. Technol. A 2010, 28, 1033-1059
10. Lemonds, A. M.; Bolom, T.; Ahearn, W. J.; Gay, D. C.; White, J. M.; Ekerdt, J. G. Thin Solid Films 2005, 488, 9-14
11. Tallarida, M.; Karavaev, K.; Schmeisser, D. J. Appl. Phys. 2008, 104, 064116
12. Tallarida, M.; Karavaev, K.; Schmeisser, D. J. Vac. Sci. Technol. B 2009, 27, 300-304
13. Methaapanon, R.; Bent, S. F. J. Phys Chem. C 2010, 114, 10498-10504
14. Beyer, G.; Satta, A.; Schuhmacher, J.; Maex, K.; Besling, W.; Kilpela, O.; Sprey, H.; Tempel, G. Microelectron. Eng. 2002, 64, 233-245
15. Kaloyeros, A. E.; Eisenbraun, E. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 363-385
16. Maex, K.; Baklanov, M. R.; Shamiryan, D.; Iacopi, F.; Brongersma, S. H.; Yanovitskaya, Z. S. J. Appl. Phys. 2003, 93, 8793-8841
17. Van der Straten, O.; Zhu, Y.; Rullan, J.; Topol, K.; Dunn, K.; Kaloyeros, A. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2004, 812, F3.13.1-6
18. Satta, A.; Baklanov, M.; Richard, O.; Vantomme, A.; Bender, H.; Conard, T.; Maex, K.; Li, W. M.; Elers, K.-E.; Haukka, S. Microelectron. Eng. 2002, 60, 59-69
19. Liu, J.; Bao, J.; Scharnberg, M.; Kim, W. C.; Ho, P. S.; Laxman, R. J. Vac. Sci. Technol. A 2005, 23, 1107-1113
20. Volpi, F.; Cadix, L.; Berthomé, G.; Blanquet, E.; Jourdan, N.; Torres J. Microelectron. Eng. 2008, 85, 2068-2070
21. Travaly, Y.; Schuhmacher, J.; Martin Hoyas, A.; Abell, T.; Sutcliffe, V.; Jonas, A. M.; Van Hove, M.; Maex, K. Microelectron. Eng. 2005, 82, 639-644
22. Travaly, Y.; Schuhmacher, J.; Hoyas, A. M.; Van Hove, M.; Maex, K.; Abell, T.; Sutcliffe, V.; Jonas, A. M. J. Appl. Phys. 2005, 97, 084316
23. Furuya, A.; Ohtsuka, N.; Misawa, K.; Shimada, M.; Ogawa, S. J. Appl. Phys. 2005, 98, 094902
24. Besling, W.; Satta, A.; Schuhmacher, J.; Abell, T.; Sutcliffe, V.; Hoyas, A.-M.; Beyer, G.; Gravesteijn, D.; Maex, K. International Interconnect Technology Conference June 6-8 2002; Burlingame, CA, USA, IEEE: 2002; pp 288-291.
25. Travaly, Y.; Schuhmacher, J.; Baklanov, M. R.; Giangrandi, S.; Richard, O.; Brijs, B.; Van Hove, M.; Maex, K.; Abell, T.; Somers, K. R. F. J. Appl. Phys. 2005, 98, 083515
26. Sun, J.-N.; Gidley, D. W.; Hu, Y.; Frieze, W. E.; Ryan, E. T. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 1447-1449
27. Abell, T.; Maex, K. Microelectron. Eng. 2004, 76, 16-19
28. Possémé, N.; David, T.; Chevolleau, T.; Joubert, O. Electrochem. Solid State Lett. 2005, 8, G112-G114
29. Peng, H.-G.; Chi, D.-Z.; Wang, W.-D.; Li, J.-H.; Zeng, K.-Y.; Vallery, R. S.; Frieze, W. E.; Skalsey, M. A.; Gidley, D. W.; Yee, A. F. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, G85-G94
30. Urbanowicz, A. M.; Baklanov, M. R.; Heijlen, J.; Travaly, Y.; Cockburn, A. Electrochem. Solid State Lett. 2007, 10, G76-G79
31. Possémé, N.; Chevolleau, T.; David, T.; Darnon, M.; Barnes, J. P.; Louveau, O.; Licitra, C.; Jalabert, D.; Feldis, H.; Fayolle, M. Microelectron. Eng. 2008, 85, 1842-1849
32. Kondoh, E.; Asano, T.; Nakashima, A.; Komatu, M. J. Vac. Sci. Technol. B 2000, 18, 1276-1280
33. Shamiryan, D.; Baklanov, M. R.; Vanhaelemeersch, S.; Maex, K. J. Vac. Sci. Technol. B 2002, 20, 1923-1928
34. Yonekura, K.; Sakamori, S.; Goto, K.; Matsuura, M.; Fujiwara, N.; Yoneda, M. J. Vac. Sci. Technol. B 2004, 22, 548-553
35. de Rouffignac, P.; Li, Z.; Gordon, R. G. Electrochem. Solid State Lett. 2004, 7, G306-G308
36. Elam, J. W.; Wilson, C. A.; Schuisky, M.; Sechrist, Z. A.; George, S. M. J. Vac. Sci. Technol. B 2003, 21, 1099-1107
37. Jousseaume, V.; Fayolle, M.; Guedj, C.; Haumesser, P. H.; Huguet, C.; Pierre, F.; Pantel, R.; Feldis, H.; Passemard, G. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, F156-F161
38. Furuya, A.; Yoneda, K.; Soda, E.; Yoshie, T.; Okamura, H.; Shimada, M.; Ohtsuka, N.; Ogawa, S. J. Vac. Sci. Technol. B 2005, 23, 2522-2525
39. Jezewski, C.; Wiegand, C. J.; Ye, D.; Mallikarjunan, A.; Liu, D.; Jin, C.; Lanford, W. A.; Wang, G.-C.; Senkevich, J. J.; Lu, T.-M. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, F157-F161
40. Juneja, S.; Ten Eyck, G. A.; Bakhru, H.; Lu, T.-M. J. Vac. Sci. Technol. B 2005, 23, 2232-2235
41. Juneja, J. S.; Wang, P.-I; Karabacak, T.; Lu, T.-M. Thin Solid Films 2006, 504, 239-242
42. An Introduction to Ultrathin Organic Films, From Langmuir-Blodgett to Self-Assembly; Ulman, A., Ed.; Academic Press: Boston, MA, 1991.
43. Schreiber, F. Prog. Surf. Sci. 2000, 65, 151-256
44. Sharma, M.; Dube, A.; Engstrom, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15022-15033
45. Sharma, M; Dube, A.; Hughes, K. J.; Engstrom, J. R. Langmuir 2008, 24, 8610-8619
46. Killampalli, A. S.; Ma, P. F.; Engstrom, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6300-6310
47. Ma, P. F.; Dube, A.; Killampalli, A. S.; Engstrom, J. R. J. Chem. Phys. 2006, 125, 034706-1-12
48. Sol-gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-gel Processing; Brinker, J. C.; Scherer, G. W., Eds.; Academic Press: San Diego, CA, 1990.
49. Davydov, V. Ya.; Kiselev, A. V.; Zhuravlev, L. T. Trans. Faraday. Soc. 1964, 60, 2254-2264
50. Zhuravlev, L. T. Colloids Surf. A 2000, 173, 1-38
51. Xin, H. L.; Ercius, P.; Hughes, K. J.; Engstrom, J. R.; Muller, D. A. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 223108
52. Bouh, A. O.; Rice, G. L; Scott, S. L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7201-7210
53. Beaudoin, M.; Scott, S. L. Organometallics 2000, 20, 237-239
54. Takahashi, Y.; Onoyama, N.; Ishikawa, Y.; Motojima, S.; Sugiyama, K. Chem. Lett. 1978, 7, 525-528
55. Mayer, J. M.; Curtis, C. J.; Bercaw, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 2651-2660
56. Dubois, L. H.; Zegarski, B. R.; Girolami, G. S. J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 3603-3609
57. Ruhl, G.; Rehmet, R.; Knizová, M.; Merica, R.; Veprek, S. Chem. Mater. 1996, 8, 2712-2720
58. Wu, J.-B.; Lin, Y.-F.; Wang, J.; Chang, P.-J.; Tasi, C.-P.; Lu, C.-C.; Chiu, H.-T.; Yang, Y.-W. Inorg. Chem. 2003, 42, 4516-4518
59. Kim, J. C.; Cho, Y. S.; Moon, S. H. Jpn. J. Appl. Phys. 2009, 48, 066515
60. Bradley, D. C.; Thomas, I. M. Can. J. Chem. 1962, 40, 1355-1360
61. McGuire, G. E.; Schweitzer, G. K.; Carlson, T. A. Inorg. Chem. 1973, 12, 2450-2453
62. Hughes, K. J.; Engstrom, J. R. J. Vac. Sci. Technol. A 2012, 30 (01A) 102-1-14
63. High Resolution XPS of Organic Polymers: the Scienta ESCA300 Database; Beamson, G.; Briggs, D., Eds.; Wiley: New York, 1992.
64. Barber, M.; Connor, J. A.; Guest, M. F.; Hiller, I. H.; Schwarz, M.; Stacey, M. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2 1973, 69, 551-558
65. Lindberg, B. J.; Hedman, J. Chem. Scr. 1975, 7, 155-166
66. Lindberg, B.; Maripuu, R.; Siegbahn, K.; Larsson, R.; Gölander, C.-G.; Erikkson, J. C. J. Colloid Interface Sci. 1983, 95, 308-321
67. Sampanthar, J. T.; Neoh, K. G.; Ng, S. W.; Kang, E. T.; Tan, K. L. Adv. Mater. 2000, 12, 1536-1539
68. Yu, Z. J.; Kang, E. T.; Neoh, K. G. Polymer 2002, 43, 4137-4146
69. Thome, J.; Holländer, A.; Jaeger, W.; Trick, I.; Oehr, C. Surf. Coat. Technol. 2003, 174-175, 584-587
70. Jeong, E. H.; Yang, J.; Youk, J. H. Mater. Lett. 2007, 61, 3991-3994
71. Alam, M. A.; Green, M. L. J. Appl. Phys. 2003, 94, 3403-3413
72. CRC handbook of Chemistry and Physics, 91 st ed.; Lide, D. R., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2011.
73. Ibidunni, A. O. Oxid. Met. 1993, 40, 5-20
74. Tanuma, S.; Powell, C. J.; Penn, D. R. Surf. Interface Anal. 1993, 21, 165-176