微細加工cvppt課件(參考版)
2025-05-02 01:44本頁面
【正文】 金屬 CVD 是一個新的重要領域，它允許高密度互連的制作。 LPCVD 工藝可用于淀積 Poly Si、 Si3N4 、 SiO2 等薄膜，由于低氣壓下淀積速率由 kS 控制，變得與溫度關系密切而與氣流關系不大，這使 LPCVD 具有一系列的優(yōu)點。通孔較少的地方可開設專門的散熱通孔，并在其中填充導熱性良好而不導電的材料如 AlN 。多層布線妨礙了高度方向上的散熱途徑。經等離子刻蝕后，原來絕緣層厚的地方，光刻膠較薄，絕緣層被刻蝕掉的厚度就比較大，從而實現絕緣層表面的平坦化。 在絕緣層高低不平的整個硅片表面涂布光刻膠或聚酰亞胺，得到平坦的表面。 更先進的技術是采用化學機械拋光（ CMP ）工藝來獲得足夠的表面平整度。 TI 公司公布了一種將銅和超低 K 值材料相結合的適用于 ?m 的技術 ，其超低 K 值材料是一種微孔網狀干凝膠 。 多層布線中需要解決的技術問題有 (1) 尋找低 K 值材料作為互連線之間的介質層，以減小互連線之間的寄生電容，從而降低 RC 延遲時間。 （ 1）銅的化學性質不太活潑，與襯底的粘附性比鋁差； （ 2）銅容易擴散進入硅襯底，嚴重影響器件性能； （ 3）迄今為止尚無實用的刻蝕銅的有效方法。 妨礙用銅作互連線的主要原因有 對于上述第（ 3）個困難，需采用特殊的可以避開刻蝕的方法來制作銅互連線，即所謂 “ 鑲嵌工藝 ” ，如下圖所示。而在 10 年后，銅可能會完全取代鋁。在 ?m 的 256 M DRAM 中已開始采用銅互連技術，首先是在電流較大的頂層金屬互連線上采用。 雖然銀的電阻率是最低的，但是銀與硅的粘附性很差，在SiO2 中的擴散很快，而且電遷移效應嚴重。 金的抗電遷移能力很強，特別是采用金絲球形熱壓鍵合，鍵合點特別牢固，適于特殊要求的高可靠集成電路。 鋁的主要缺點是： PN 結中的鋁釘現象和電遷移效應。 解決辦法：采用銅互連技術與多層布線技術。其主要影響是增大功耗、降低可用電壓和增大延遲時間。實際上由于芯片面積的不斷增大，有些互連線的長度并不能按比例縮短。 金屬 CVD 工藝還可以用于淀積作為互連線的 Al 、 AlSi 和 AlCuSi、作為接觸層或阻擋層的 Mo 和 TiN、 Cu 互連技術中的 Cu 等，例如， 3 3 2 44 3 25235 0 ~ 55 0 C2 A l( CH ) 3 H 2 A l 6CH70 0 ~ 80 0 C6T iCl 8 N H 6T iN 24 H Cl N80 0 C2 M oCl 5H 2 M o 10 H Cl?? ? ??? ? ? ??? ? ? 銅互連技術與多層布線 隨著 IC 集成度的不斷提高，互連線面積占整個芯片面積的比例越來越大。 鎢膜可作為多層金屬化系統(tǒng)的緩沖層或阻擋層。已經對多種金屬進行了試驗，其中最成功的是鎢， WF6 + 3 H2 W + 6 HF 在淀積的初始階段需要用 SiH4 作為還原劑，否則不能生成鎢膜。 等離子體增強 CVD（ PECVD） PECVD 的 優(yōu)點 淀積溫度低，通常為 300 ~ 350 oC ，特別適宜于在淺結器件上和在金屬布線上作鈍化層之用； 所淀積的薄膜易于進行等離子體刻蝕； 所淀積的薄膜的針孔密度小，臺階覆蓋性更好； 通過改變氣流可以使薄膜組分由氧化物連續(xù)地變化到氮化物，使技術上實現層
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