集成电路随着线宽的减少,互连延迟超过门延迟,限制了集成度增加。基于硅通孔(TSV)的垂直铜互连不仅可以实现高密度集成,而且其短距离互连的优势可以降低互连延迟。TSV技术的核心在于通孔的制备和填充,包含以下技术：硅通孔刻蚀,绝缘层(介质层)沉积,阻挡层和种子层制备,通孔填充。常见工艺中阻挡层和种子层采用干法溅射的方法制备。两次干法溅射成本很高,而且干法溅射在高深宽比孔中淀积的膜台阶覆盖性很差,影响后续电镀铜。论文中提出一种阻挡层与种子层一体化工艺,通过溅射制备钛膜,利用其底层作为阻挡层,表层氧化后作为种子层。该一体化制备工艺,不仅降低了工艺成本,而且湿法氧化得到的氧化钛膜有较好的均匀性。论文中研究了钛膜的制备工艺。通过比较两种方法制备的氧化钛膜的导电性、均匀性、与铜膜的结合力等确定了较佳的钛膜制备工艺。论文中研究了钛膜的湿法氧化工艺。为了确定较佳的氧化条件：水浴温度,溶液中NaOH和H2O2的量,设计了正交试验来确定较佳的氧化条件。论文中研究了钛膜及其氧化膜的阻挡性能。将样品放在不同温度下热退火,利用XPS的深度剖析(depth profiling)来检测铜的扩散情况。论文中研究了深孔中钛膜氧化的实验条件。为了促进孔内钛膜的氧化,论文中降低了湿法氧化的温度,使氧化过程尽量变慢。在此基础上,研究了搅拌,超声环境,添加表面活性剂等方法对深孔中钛膜氧化的促进作用,氧化结果通过电镀铜来观察。论文中最终在深宽比为2：1的通孔中实现了铜的无孔洞填充。