微電子芯片技術(shù)2(編輯修改稿)
2025-01-19 14:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 6。 長線互連216。 中等線互連216。 短線互連20信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 局域互連材料 /互連類型金屬互連（ Ti/Al（ Cu） /TiN鎢接觸樞紐局域互連：硅化物中等線互連： W21金屬硅化物 是由金屬和硅組成的化合物，很多呈金屬導(dǎo)電特性。216。 低電阻；216。 高溫穩(wěn)定性；216。 高的電子遷移率阻抗；216。 離子注入法合成硅化物是近十年才發(fā)展的技術(shù)。 信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 局域互連材料 /金屬硅化物隨著集成度的提高，多晶硅的電阻率較高，接觸和局域互連成了影響電路速度的重要因素。導(dǎo)體： WSix、 TiSi Ti、 W、 Poly（多晶硅）22信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 局域互連材料 /自對準金屬硅化物“自對準金屬硅化物 ”制程的主要流程在柵極、源極與漏極都鍍上金屬硅化物的制程稱為 “ 自我對準金屬硅化物制程 ” （ SelfAligned Silicide），通常簡稱 salicide制程。23鎢插塞（ Tungsten Plug）主要利用金屬 W具有極佳的階梯覆蓋能力?？梢灾谱鹘佑|孔與通孔。 鎢插塞在多重金屬化制程上的應(yīng)用及其結(jié)構(gòu) 信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 局域互連材料 /鎢插塞24導(dǎo)體是電子線路中的基本組成之一，它的主要功能是：p 進行電源分配和信號傳輸；p 連接電子電路中的芯片電阻、電感、電容等元器件。在當(dāng)代超大規(guī)模集成電路中，導(dǎo)體通常以高密度的互連體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 金屬互連材料目前，互連線已經(jīng)占到芯片總面積的 70～ 80%；且連線的寬度越來越窄，電流密度迅速增加。25信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 金屬互連材料 /鋁互連第一代互連技術(shù)是以鋁互連技術(shù)為代表。鋁連線易沉積，易刻蝕，工藝成熟。 以上 鋁互連 占主流，是最常用的金屬互連材料。但 Al連線也存在一些比較嚴重的問題：p 電遷移嚴重p 電阻率偏高p 淺結(jié)穿透等芯片中的導(dǎo)線密度不斷增加，導(dǎo)線寬度和間距不斷減小，互聯(lián)中的電阻（ R）和電容（ C）所產(chǎn)生的寄生效應(yīng)越來越明顯。鋁互連已不能勝任。26 電致遷移（ Electro migration） 濺鍍沉積的鋁，經(jīng)適當(dāng)?shù)耐嘶鹬?，通常以多晶形式存在，?dāng)鋁傳導(dǎo)電流時，由于電場的影響，鋁原子將沿著晶粒界面而移動，這一現(xiàn)象稱為電致遷移。 鋁線因電致遷移而產(chǎn)生的斷路情形 信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 金屬互連材料 /鋁互連27因此在深亞微米工藝中（ 及以下），銅將逐步代替鋁成為硅片上多層布線的材料。銅與傳統(tǒng)的鋁及其合金相比 ,優(yōu)點：較低的電阻率（ Cu,cm ； A1,～ cm ）；更好的抗電遷移能力；更高的熔點（ 1358℃ ），更高的熱傳導(dǎo)系數(shù)（ Cu： 398W/m； A1： 238W/m）。缺點：易氧化；與介質(zhì)層的粘結(jié)性差； 銅易擴散進入硅與二氧化硅形成銅與硅的化合物 ,影響器件的可靠性；硅擴散入銅將增加銅的電阻率。信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 金屬互連材料 /銅互連28銅薄膜的淀積主要方法 : p電鍍 (electro plating), p非電學(xué)淀積 (electroless plating)：化學(xué)淀積 , 物理氣相淀積 (PVD), 金屬有機物 (MOCVD CVD)。目前 , 銅 CVD技術(shù)已成熟。 MOCVD 過程中 , 一價銅發(fā)生歧化反應(yīng) , 一部分銅被還原成單質(zhì) , 淀積在樣品表面 。 另一部分銅被氧化成二價 , 隨廢氣排出。信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 金屬互連材料 /銅互連29銅合金淀積在銅中摻入少量合金元素 , 如鋁、錫等 , 可進一步改善其電遷移特性。所以 , 銅鋁合金和銅錫合金的淀積是目前基于銅的金屬互連領(lǐng)域的一個研究重點。但是 , 合金元素的引入通常會導(dǎo)致金屬電阻率的提高。例如 , 銅中摻入錫 濃度應(yīng)適中 , 一般低于 1原子 %。信息功能材料 167。2. 微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求 167。 金屬互連材料 /銅互連工藝方法 : p 用雙金屬 precursor,即本身就含有兩種金屬 ,其所淀積薄膜的合金元素濃度與反應(yīng)條件有關(guān)。p 用兩路 precursor同時淀積 ,這兩路 precursor需要同時在相同的溫度下分別進行控制 , 難度比較大 。p 金屬堆垛退火 ,即依次淀積不同金屬 ,形成堆垛 ,然后通過退火促使兩
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