金屬化與多層互連(1)(編輯修改稿)
2025-05-27 12:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 i 溶解到 Al中。 Al的性質(zhì) Al/Si接觸的物理現(xiàn)象 ① Al/Si互溶： Al在 Si中的溶解度非常低； Si在 Al中的溶解度相對較高： ② Si在 Al中擴(kuò)散： Si在 Al薄膜中的擴(kuò)散比在晶體 Al中 大 40倍。 ③ Al與 SiO2反應(yīng)： 3SiO2+4Al→3Si+2Al 2O3 ? 好處：降低 Al/Si歐姆接觸電阻； 改善 Al與 SiO2的粘附性。 Al的性質(zhì)及現(xiàn)象 Al/Si接觸的尖楔現(xiàn)象 ? 圖 AlSi接觸引線工藝 T=500℃ ， t=30min.， A=16μm 2， W=5μm ， d=1μm ，消耗 Si層厚度 Z= 。 （相當(dāng)于 VLSI的結(jié)深） ∵Si 非均勻消耗， ∴ 實際上， A*A，即 Z*Z，故 Al形成尖楔 Al的性質(zhì)及現(xiàn)象 ? 尖楔機(jī)理： Si在 Al中的溶解度及快速擴(kuò)散，使 Al像尖釘一樣楔進(jìn) Si襯底； ? 深度： 超過 1μm ； ? 特點： 111襯底：橫向擴(kuò)展 100 襯底：縱向擴(kuò)展 ? MOS器件突出。 ? 改善： Al中加 1wt％ 4wt％的過量 Si Al/Si接觸的尖楔現(xiàn)象 Al的性質(zhì)及現(xiàn)象 電遷移現(xiàn)象及改進(jìn) 電遷移： 大電流密度下，導(dǎo)電電子與鋁金屬離子發(fā)生動量交 換，使金屬離子沿電子流方向遷移。 現(xiàn)象： 在陽極端堆積形成小丘或須晶，造成電極間短路； 在 陰極端形成空洞，導(dǎo)致電極開路。 改進(jìn)電遷移的方法 a.“ 竹狀 ” 結(jié)構(gòu)：晶粒間界垂直電流方向。 ： Cu等雜質(zhì)的分凝降低 Al在晶粒間界 的擴(kuò)散系數(shù)。 ：兩層 Al之間加一層約 500197。的金屬過渡層， 如 Ti、 Hf、 Cr、 Ta。 ： Cu Al的性質(zhì)及現(xiàn)象 Cu及低 K介質(zhì) ? 問題的引出： 互連線延遲隨器件 尺寸的縮小而增加； 亞微米尺寸，互連延 遲大于柵（門）延遲 Cu及低 K介質(zhì) ? 如何降低： RC常數(shù)：表征互連線延遲，即
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