Low-temperature atomic layer deposition of copper films using borane dimethylamine as the reducing co-reagent

Chemistry of Materials

Volumn 26, Issue 12, 2014, Pages 3731-3738

  Kalutarage, Lakmal C ^a   Clendenning, Scott B ^b   Winter, Charles H ^a  

^a WAYNE STATE UNIVERSITY   (United States)

^b INTEL CORPORATION   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC FORCE MICROSCOPY; ATOMIC LAYER DEPOSITION; DEPOSITION; FILM GROWTH; FORMIC ACID; GROWTH RATE; METALLIC FILMS; PALLADIUM; PLATINUM; RUTHENIUM; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SUBSTRATES; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CATALYTIC DECOMPOSITION; CU NANO-PARTICLES; ELECTRICAL CONDUCTIVITY; NANO PARTICULATES; NONLINEAR GROWTH; NUMBER OF CYCLES; THREE-STEP PROCESS; TWO-STEP PROCESS;

COPPER;

EID: 84903287394     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm501109r     Document Type: Article

References (59)

1. Kim, H. Surf. Coat. Technol. 2006, 200, 3104-3111
2. Kim, H. J. Vac. Sci. Technol. B 2003, 21, 2231-2261
3. Merchant, S. M.; Kang, S. H.; Sanganeria, M.; van Schravendijk, B.; Mountsier, T. JOM 2001, 52, 43-48
4. Wang, S.-Q. MRS Bull. 1994, 19, 30-40
5. International Technology Roadmap for Semiconductors. http://www.itrs.net/ .
6. George, S. M. Chem. Rev. 2010, 110, 111-131
7. Leskelä, M.; Ritala, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5548-5554
8. Putkonen, M.; Niinistö, L. Top. Organomet. Chem. 2005, 9, 125-145
9. Knisley, T. J.; Kalutarage, L. C.; Winter, C. H. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 3222-3231
10. Profijt, H. B.; Potts, S. E.; van de Sanden, M. C. M.; Kessels, W. M. M. J. Vac. Sci. Technol. A 2011, 25 050801
11. Lee, B. H.; Hwang, J. K.; Nam, J. W.; Lee, S. U.; Kim, J. T.; Koo, S.-M.; Baunemann, A.; Fischer, R. A.; Sung, M. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4536-4539
12. Vidjayacoumar, B.; Emslie, D. J. H.; Clendenning, S. B.; Blackwell, J. M.; Britten, J. F.; Rheingold, A. Chem. Mater. 2010, 22, 4844-4853
13. Knisley, T. J.; Ariyasena, T. C.; Sajavaara, T.; Saly, M. J.; Winter, C. H. Chem. Mater. 2011, 23, 4417-4419
14. Hsu, I. J.; McCandless, B. E.; Weiland, C.; Willis, B. G. J. Vac. Sci. Technol. A 2009, 27, 660-667
15. Lim, B. S.; Rahtu, A.; Gordon, R. G. Nat. Mater. 2003, 2, 748-754
16. Li, Z.; Rahtu, A.; Gordon, R. G. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, C787-C794
17. Li, Z.; Gordon, R. G.; Farmer, D. B.; Lin, Y.; Vlassak, J. Electrochem. Solid-State Lett. 2005, 8, G182-G185
18. Solanki, R.; Pathangey, B. Electrochem. Solid-State Lett. 2000, 3, 479-480
19. Mårtensson, P.; Carlsson, J.-O. Chem. Vap. Deposition 1997, 3, 45-50
20. Juppo, M.; Ritala, M.; Leskelä, M. J. Vac. Sci. Technol. A 1997, 15, 2330-2333
21. Park, K.-H.; Bradley, A. Z.; Thompson, J. S.; Marshall, W. J. Inorg. Chem. 2006, 45, 8480-8482
22. Thompson, J. S.; Zhang, L.; Wyre, J. P.; Brill, D. J.; Lloyd, K. G. Thin Solid Films 2009, 517, 2845-2850
23. Huo, J.; Solanki, R.; McAndrew, J. J. Mater. Res. 2002, 17, 2394-2398
24. Li, Z.; Gordon, R. G. Chem. Vap. Deposition 2006, 12, 435-441
25. Waechtler, T.; Ding, S.-F.; Hofmann, L.; Mothes, R.; Xie, Q.; Oswald, S.; Detavernier, C.; Schulz, S. E.; Qu, X.-P.; Lang, H.; Gessner, T. Microelectron. Eng. 2011, 88, 684-689
26. Niskanen, A.; Rahtu, A.; Sajavaara, T.; Arstila, K.; Ritala, M.; Leskelä, M. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, G25-G28
27. Jezewski, C.; Lanford, W. A.; Wiegand, C. J.; Singh, J. P.; Wang, P.-I.; Senkevich, J. J.; Lu, T.-M. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, C60-C64
28. Moon, D.-Y.; Han, D.-S.; Shin, S.-Y.; Park, J.-W.; Kim, B. M.; Kim, J. H. Thin Solid Films 2011, 519, 3636-3640
29. Coyle, J. P.; Dey, G.; Sirianni, E. R.; Kemell, M. L.; Yap, G. P. A.; Ritala, M.; Leskelä, M.; Elliott, S. D.; Barry, S. T. Chem. Mater. 2013, 25, 1132-1138
30. Mao, J.; Eisenbraun, E.; Omarjee, V.; Korolev, A.; Dussarat, C. IEEE Trans. Semicond. Manuf. 2013, 26, 17-22
31. Hagen, D. J.; Connolly, J.; Nagle, R.; Povey, I. M.; Rushworth, S.; Carolan, P.; Ma, P.; Pemble, M. E. Surf. Coat. Technol. 2013, 230, 3-12
32. Coyle, J. P.; Kurek, A.; Pallister, P. J.; Sirianni, E. R.; Yap, G. P. A.; Barry, S. T. Chem. Commun. 2012, 48, 10440-10442
33. Coyle, J. P.; Pallister, P. J.; Kurek, A.; Sirianni, E. R.; Yap, G. P. A.; Barry, S. T. Inorg. Chem. 2013, 52, 910-917
34. Whitehorne, T. J. J.; Coyle, J. P.; Mahmood, A.; Monillas, W. H.; Yap, G. P. A.; Barry, S. T. Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 3240-3247
35. Kalutarage, L. C.; Martin, P. D.; Heeg, M. J.; Winter, C. H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12588-12591
36. Haneda, M.; Iijima, J.; Koike, J. Appl. Phys. Lett. 2007, 90 252107
37. Usui, T.; Nasu, H.; Takahashi, S.; Shimizu, N.; Nishikawa, T.; Yoshimaru, M.; Shibata, H.; Wada, M.; Koike, J. IEEE Trans. Electron Devices 2006, 52, 2492-2499
38. Koike, J.; Wada, M. Appl. Phys. Lett. 2005, 87 041911
39. Chung, S.-M.; Koike, J. J. Vac. Sci. Technol. B 2009, 27, L28-L31
40. Lozano, J. G.; Lozano-Perez, S.; Bogan, J.; Wang, Y. C.; Brennan, B.; Nellist, P. D.; Hughes, G. Appl. Phys. Lett. 2011, 98 123112
41. Au, H.; Lin, Y.; Kim, H.; Beh, E.; Liu, Y.; Gordon, R. G. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, D341-D345
42. Moon, D.-Y.; Han, D.-S.; Park, J.-H.; Shin, S.-Y.; Park, J.-W.; Kim, B. M.; Cho, J. Y. Thin Solid Films 2012, 521, 146-149
43. Handbook of Chemistry and Physics, 92 nd ed.; CRC: Boca Raton, FL, 2011-2012; pp 5-80-5-89; http://www.hbcpnetbase.com/.
44. Moon, D.-Y.; Han, D.-S.; Shin, S.-Y.; Park, J.-W.; Kim, B. M.; Kim, J. H. Thin Solid Films 2011, 519, 3636-3640
45. Do, K.-W.; Yang, C.-M.; Kang, I.-S.; Kim, K.-M.; Back, K.-H.; Cho, H.-I.; Lee, H.-B.; Kong, S.-H.; Hahm, S.-H.; Kwon, D.-H.; Lee, J.-H.; Lee, J.-H. Jpn. J. Appl. Phys. 2006, 45, 2975-2979
46. Yang, C.-M.; Yun, S.-W.; Ha, J.-B.; Na, K.-I.; Cho, H.-I.; Lee, H.-B.; Jeong, J.-H.; Kong, S.-H.; Hahm, S.-H.; Lee, J.-H. Jpn. J. Appl. Phys. 2007, 46, 1981-1983
47. Lee, K.-M.; Kim, C. Y.; Choi, C. K.; Yun, S.-W.; Ha, J.-B.; Lee, J.-H.; Lee, J. Y. J. Korean Phys. Soc. 2009, 55, 1153-1157
48. Lee, H.-B.-R.; Bang, S.-H.; Kim, W.-H.; Gu, G. H.; Lee, Y. K.; Chung, T.-M.; Kim, C. G.; Park, C. G.; Kim, H. Jpn. J. Appl. Phys. 2010, 49 05FA11
49. Lee, H.-B.-R.; Gu, G. H.; Son, J. Y.; Park, C. G.; Kim, H. Small 2008, 4, 2247-2254
50. Rollison, C. L. In Comprehensive Inorganic Chemistry; Bailar, J. C., Jr.; Emeleus, H. J.; Nyhom, R.; Trotman-Dickenson, A. F., Eds.; Pergamon Press: Oxford, 1973; Vol. 3; pp 623-769.
51. Kemmitt, R. D. W. In Comprehensive Inorganic Chemistry; Bailar, J. C., Jr.; Emeleus, H. J.; Nyhom, R.; Trotman-Dickenson, A. F., Ed.; Pergamon Press: Oxford, 1973; Vol. 3; pp 771-876.
52. Vidjayacoumar, B.; Emslie, D. J. H.; Blackwell, J. M.; Clendenning, S. B.; Britten, J. F. Chem. Mater. 2010, 22, 4854-4866
53. Vidjayacoumar, B.; Ramalingam, V.; Emslie, D. J. H.; Blackwell, J. M.; Clendenning, S. B. ECS Trans. 2012, 50, 53-66
54. Jaska, C. A.; Temple, K.; Lough, A. J.; Manners, I. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9424-9434
55. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy; Wagner, C. D.; Riggs, W. M.; Davis, L. E.; Moulder, J. F.; Murlenberg, G. E., Eds; Perkin-Elmer Corporation: Eden Prairie, MN, 1979; pp 81, 82.
56. Adner, D.; Korb, M.; Schulze, S.; Hietschold, M.; Lang, H. Chem. Commun. 2013, 48, 6855-6857
57. Barnat, E. V.; Nagakura, D.; Wang, P.-I.; Lu, T.-M. J. Appl. Phys. 2002, 91, 1667-1672
58. Goel, S. C.; Kramer, K. S.; Chiang, M. Y.; Buhro, W. E. Polyhedron 1990, 9, 611-613
59. Becker, R.; Devi, A.; Weiss, J.; Weckenmann, U.; Winter, M.; Kiener, C.; Becker, H.-W.; Fischer, R. A. Chem. Vap. Deposition 2003, 9, 149-156