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1、集成電路遵循摩爾定律飛速發(fā)展,器件的特征尺寸越來越小,集成度越來越高,后段金屬互連對(duì)芯片工作的速度、功耗等影響也越來越大。在集成電路工藝走向0.13um開始,在后端金屬互連中,由于銅的低電阻率、抗電遷移能力強(qiáng)等特點(diǎn),取代了鋁金屬;同時(shí),雙鑲嵌(dual damascene)工藝的采用,解決了銅難以形成揮發(fā)性化合物的缺點(diǎn),使得銅互連技術(shù)得到了飛速發(fā)展。
新的工藝技術(shù)也帶來了新的問題。作為銅擴(kuò)散阻擋層的氮化硅,在金屬互連中采用PE
2、CVD(Plasma Enhance Chemical Vapor Deposition)的方法沉積在銅CMP(Chemical Mechanical Polishing)之后的晶圓表面。在實(shí)際的應(yīng)用中,氮化硅沉積工藝經(jīng)常造成金屬互連線之間的絕緣問題,即在WAT(Wafer AcceptableTest)測(cè)試中,出現(xiàn)金屬線間的VBD(Voltage Breakdown)失效。
本論文通過基于等離子體化學(xué)氣相沉積的原理,結(jié)合實(shí)際
3、應(yīng)用中的情況,對(duì)氮化硅沉積工藝中銅的去氧化處理和沉積兩方面進(jìn)行研究,找到了導(dǎo)致VBD失效的主要原因,并通過優(yōu)化去氧化步驟和改善對(duì)硅烷氣體流量的控制,得到最佳的氮化硅沉積程式。
另外,MIM(Metal Insulator Metal)電容憑借其低寄生電容,低接觸電阻的優(yōu)點(diǎn),取代了傳統(tǒng)的PIP(Poly Insulator Poly)和MIS(Metal InsulatorSilicon)電容,成為射頻電路和混合/模擬電路的首選
4、工藝。隨著IC集成度提升的要求,電容密度也相應(yīng)提升,氮化硅(Silicon Nitride)以其較高的介電常數(shù)和工藝兼容性等優(yōu)點(diǎn),取代二氧化硅(Silicon Oxide),成為MIM電容的介質(zhì)層材料。但是在實(shí)際的應(yīng)用中,經(jīng)常發(fā)生MIM電容的擊穿失效問題。
通過研究MIM電容失效的可能原因,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的氮化硅沉積和銅金屬晶丘改善實(shí)驗(yàn),找到了導(dǎo)致MIM電容失效的原因。通過改良氮化硅作為MIM電容絕緣層的沉積工藝,并在研究中引入相
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