3D stacking of MEMS through TSVs is a way to reduce device footprints without reducing actual feature sizes. The TSVs are fabricated through deep etching and copper lining. A problem with this solution is that copper diffuses into the Si, especially at high temperatures, and this should be prevented in order to keep electrical properties. In this thesis, diffusion barriers consisting of TaN and TiN are evaluated, investigating ALD as a suitable deposition technique. ALD TiN is deposited on plane wafers using TiCl₄ and NH₃ precursors, forming films varying from [5,50] nm with a non-uniformity of 5% at best. ALD TaN_x and PVD TiN films are also deposited to be compared to ALD TiN as diffusion barriers. They are characterized using ellipsometry, particle counter, and 4pp-measurements. Cu is sputtered onto the barrier films and annealed at high temperatures (350—400 °C). The diffusion is evaluated optically, through 4pp-measurement and all stacks containing thin barrier films show signs of diffusion at 4pp-measurements after extensive thermal treating. The TiN ALD films also shows thickness dependency of barrier films. SIMS analysis shows that a 5 nm ALD TiN blocks diffusion after 30 min anneal at 350 °C from penetrating the oxide layer, and that 25 nm of the same layer blocks it from reaching it at all. Given the uniformity and conformality of high aspect ratio structures that ALD is known for, this is a promising use of ALD in MEMS. 

3D-integrering av mikroelektromekaniska system (MEMS) genom att stapla chip ovanpå varandra är ett sätt att minska den totala storleken av system. Detta är ett alternativ till att minska storleken på enskilda element, en utveckling som avstannat inom såväl forskningen som industrin. De staplade chippen kopplas ihop elektriskt genom kopparfyllda vior som går genom kiselsubstratet, s.k. TSVer. Viorna tillverkas genom djup anisotropisk etsning och fylls sedan med koppar. Ett av de största problemen med den här typen av lösningar är att koppar diffunderar väldigt lätt i kisel, framförallt vid höga temperaturer. Detta leder till problem såsom höga läckströmmar och kortslutning av de elektriska kretsarna, och måste hindras för att alla elektriska egenskapar inte ska förstöras. I den här studien undersöks diffusionsbarriärer av titannitrid (TiN) och tantalnitrid (TaN), och huruvida ALD är en passande deponeringsmetod för diffusionsbarrirärer i kopparvior. Tunna lager TiN i tjocklekarna [5,50] nm deponeras med ALD på plana kiselskivor med TiCl₄ ochNH₃ som prekursorer, och uppnår en uniformitet på 5%. ALD TaN_x och PVD TiN deponeras också för att jämföras med ALD TiN i barrirärsegenskaper. Filmerna karaktäriseras med hjälp av ellipsometri, ytresistansmätningar och partikelmätare. Koppar deponeras på skivorna med de olika filmerna med hjälp av sputtering och värmebehandlas sedan på höga temperaturer (350-400 °C). Diffusionen efter värmebehandlingen utvärderas sedan optiskt, mha ytresistansmätningar igen och med SIMS-analys. Alla prover innehållande en diffusionsbarriär visar tecken på diffusion efter extensiv värmebehandling under lång tid. Prover med ALD TiN-barrirärer visar även att diffusionen är beroende av filmtjockleken på diffusionsbarriären. SIMS-analys visar att en 5 nm ALD TiN film blockerar koppar från att penetrera lagret av kiseldioxid efter 30 min värmebehandling på 350 °C, och en 25 nm ALT TiN film blockerar koppar från att ta sig igenom barriären alls. Givet uniformiteten och konformaliteten som ALD har uppvisat som gör att filmerna täcker TSVer jämnt, är detta ett lovande användningsområde för ALD i MEMS-industrin.