Metal interconnect is a passage where current flows in semiconductor, and copper is widely used. Copper has a double-stack structure including barrier material and liner material to prevent diffusion into surrounding dielectrics. However, as the size of the semiconductor continues to decrease, its double-stack structure causes problems such as conducting volume loss and vertical resistance penalty. In this study, computational screening was conducted to find a new barrier material with reliability and electrical performance among transition metal dichalcogenides (TMDs) to overcome these problems. As a result, it was confirmed that TiS2 is the most suitable as a next -generation barrier for copper interconnects.
금속배선은 반도체 내의 전류가 흐르는 통로이며 구리가 주로 사용되고 있다. 구리는 주변 물질로의 확산을 막기위한 베리어 물질과 라이너 물질을 필요로 하여 이중층 구조를 갖는다. 하지만 반도체의 크기가 지속적으로 줄어들면서 이중층 구조는 전도성물질의 부피손실과 수직저항 증가라는 문제점들을 발생시킨다. 본 연구에서는 이러한 문제 해결을 위해 전이금속 디칼코제나이드 물질 중 신뢰성과 전기적 성능을 갖춘 새로운 베리어 물질을 찾기 위한 계산과학적 스크리닝을 진행하였다. 결과적으로, 이황화타이타늄이 차세대 베리어로 가장 적합하다는 것을 확인하였다.
