半导体 第十五讲 互连.ppt

集成电路互连术>集成电路互连技术简介早期互连技术:铝互连>目前应用最广泛的互连技术:铜互连下一代互联材料与互连技术:碳纳米管互连集成电路互连技术简介所谓的集成电路互连技术,就是将同一芯片内各个独立的元器件通过一定的方式连接成具有一定功能的电路模块的技术。集成电路对互连金属材料的要求口具有较小的电阻率口易于沉积和刻蚀口具有良好的抗电迁移特性金属化引线中的电迁移现象是一种在大电流密度作电迁移现象:用下的质量输运现象。质量输运是沿电子流动方向进行的,结果在一个方向形成空洞,而在另一个方向则由于金属原子的堆积形成小丘。前者将使互连引线开路或断裂,而后者会造成光刻的困难和多层布线之间的短路。电迁移现象是集成电路制造中需要努力解决的copper个问题。特别是当集成度增加,互连线条变窄时,这个问题更为突出。早期互连技术:铝互连铝互连的优点:铝在室温下的电阻率仅为27p92cm;与n+和p+硅的欧姆接触电阻可以低至10E-69/cm2;与硅和磷硅玻璃的附着性很好,易于沉积与刻蚀。由于上述优点,铝成为集成电路中最早使用的互连金属材料ondingpadmetal-5TopNitride四xMetal-4DVia-4Metal-3ILD-4KAMetal-4isprecededbyothervias,interlayerdielectric,andmetallayers铝互连的不足(一):ASi接触中的尖楔现象A/Si接触时,由于A在Si中的溶解度非常低,而Si在A中的溶解度却非常高。由于这一物理现象,导致了集成电路A/Si接触中个重要的问题,那就是A的尖楔问题尖楔现象所引发的问题A/Si接触中的一般A/si接触中的尖尖楔现象楔长度可以达到1pm,而集成电路中有源区的厚度一般都在纳米级别。因此尖楔现象的存在可能使某些PN节失效。解决尖楔现象所引发的问题一种方法是在A1中掺入1-2%Si以满足溶解性另一种方法是利用扩散阻挡层(Diffusionbarrier)常用扩散阻挡层:TiN,TiW较好的方法是采用阻挡层,Ti或TiSi2有好的接触和黏附性,TiN可作为阻挡层INAluminumOxideOxideTiSiSilicon