基于互连金属应力作用分析的铁电存储器后段集成工艺路线优化

电极的应力效应是掺杂HfO2铁电（FE）器件领域的热点之一。以往的研究主要集中在金属与铁电层的直接接触上，而忽略了覆盖电极的其他层的潜在影响。与其他掺杂HfO2的铁电体相比，Hf0.5Zr0.5O2（HZO）基铁电体的优点之一是后端工艺兼容性（BEOL），然而，器件堆叠过程中互连的影响不容忽视。在这项工作中，系统地展示了包括铜和钨在内的互连金属的应力效应，而铜和钨是现代集成电路（IC）技术中最主流的互连。覆盖层可以在退火过程中对顶部电极（TE）施加应力并转移到HZO层，这会影响HZO薄膜的结晶状态并增强/抑制铁电性。研究结果对利用不同互连金属的铁电存储器在大规模后段集成时的退火时机等工艺路线的选择具有指导意义。 数据集主要面向铪基铁电存储器在后段集成时的工艺路线优化，通过制造TiN/HZO/TiN MFM电容器，并在TiN TE上方，分别沉积Cu、W和额外TiN（作为参考样品）的覆盖层以研究互连金属对铁电性的应力效应，并记录了制备器件的XRD测试数据和电学测试数据，以及制造器件时晶圆曲率变化的测试数据，并补充了本工作发表所发表论文中所包含的所有图片。本工作所有电学特性均由安捷伦B1500半导体参数分析仪，结合B1530A模块测量；采用薄膜应力分析仪测试capping层沉积前后以及器件退火后，晶圆曲率的变化，并计算得出薄膜的残余应力；采用掠入射X射线衍射分析薄膜的晶相组成，并结合透射电镜照片和快速傅里叶变换分析薄膜的微观结构和具体的晶相结构。 数据集容量共3.74MB。

搜集汇总

背景与挑战

背景概述

该数据集针对铪基铁电存储器后段集成工艺，通过制备TiN/HZO/TiN电容器并沉积铜、钨等互连金属覆盖层，系统研究了应力效应对铁电性的影响。数据涵盖XRD、电学测试及晶圆曲率变化等实验数据，为优化退火时机等工艺路线选择提供指导。