超深亞微米集成電路銅互連可靠性研究.pdf

1、本文論述了在集成電路（IC）發(fā)展過程中銅互連所面臨的可靠性問題，并討論了銅互連的相關(guān)工藝流程。為了更好的了解銅互連的可靠性問題，文中比較了銅互連和鋁互連的工藝流程。兩者在材料、工藝和具體的可靠性問題上都存在很大的差異。在銅互連可靠性的幾個主要問題中，重點針對互連中的電遷移和阻擋層進行了探討。隨著集成度不斷提高，對于阻擋層在薄膜厚度，熱穩(wěn)定性，電導(dǎo)性，均勻性等方面的要求將變得愈加苛刻。傳統(tǒng)的TiN阻擋層不再勝任這項工作，非晶態(tài)M（M=Ti

2、，Mg，Ta，W）—Si—N三元化合物由于其較佳的熱穩(wěn)定性而受到關(guān)注。 本文對銅互連線中的應(yīng)力進行了數(shù)值分析，比較了無限長和半無限長兩種結(jié)構(gòu)互連線中的應(yīng)力分布狀況。在無場區(qū)域的半無限長互連線中，因為無場區(qū)域?qū)﹄娺w移的緩沖作用，應(yīng)力的集結(jié)相比于無限長互連線要慢。對周期性直流脈沖條件下的互連線應(yīng)力也進行研究，得到直流脈沖下，互連線滿足零應(yīng)力邊界條件的穩(wěn)態(tài)應(yīng)力梯度是與占空比成正比。 最后在一維連續(xù)性模型的基礎(chǔ)上，考慮了阻擋層對