（s）第九章 金属化与多层互连.pptVIP

************************************************************9.5.4平坦化9.5.4平坦化台阶的存在：如，引线孔、通孔边缘；影响：薄膜的覆盖效果；改善：①改进薄膜淀积的工艺：行星旋转式真空蒸发装置；溅射替代蒸发；②PSG、BPSG回流；③平坦化工艺BPSG回流工艺牺牲层工艺：等离子刻蚀工艺9.5.5CMP工艺CMP：chemicalmechanicalplanarization化学机械平面化或chemical-mechanicalpolishing化学机械抛光9.5.5CMP工艺9.5.5CMP工艺9.5.5CMP工艺9.5.5CMP工艺9.5.5CMP工艺CMP的基本构成：①磨盘：聚亚胺酯薄片②磨料：a.反应剂：氧化剂；b.摩擦剂：SiO2CMP的基本机理：①金属被氧化，形成氧化物；②SiO2磨掉氧化物。CMP的主要问题：①终点探测：采用中止层；②清洗：毛刷+清洗剂；CMOSIC多层互连CMOSIC多层互连CMOSIC多层互连CMOSIC多层互连CMOSIC多层互连*****************9.3介质势垒层9.3金属势垒层9.3可靠性9.3.5Cu的淀积主要问题：缺乏刻蚀Cu的合适的传统工艺。解决：大马士革镶嵌工艺工艺流程：①在低K介质层上刻蚀出Cu互连线用的沟槽；②CVD淀积一层薄的金属势垒层：防止Cu的扩散；③溅射淀积Cu的籽晶层：电镀或化学镀Cu需要；④沟槽和通孔淀积Cu：电镀或化学镀；⑤400℃下退火；⑥Cu的CMP。Cu的淀积9.3.5Cu的淀积铜电镀工具Cu的电镀：①电镀液：CuSO4+H2SO4②硅片：接负极；Cu片：接正极；③化学反应：Cu+H2SO4→Cu2++SO42-+H2④Cu2+：向负极（硅片）迁移，Cu2++2e→Cu↓；Cu的化学镀：Cu2++2HCHO+4OH-→Cu+2H2O+H2Cu的淀积Cu的淀积9.4多晶硅及硅化物多晶硅：CMOS多晶硅栅、局域互连线；9.4.1多晶硅栅技术特点：源、漏自对准；CMOS工艺流程（图9.12）多晶硅栅取代Al栅：p沟道MOS器件的VT降低1.2-1.4V（通过降低ФMS）VT降低提高了器件性能：①工作频率提高；②功耗降低；③集成度提高；9.4多晶硅及硅化物Al栅工艺9.4多晶硅及硅化物多晶硅栅自对准技术9.4多晶硅及硅化物多晶制备技术9.4.3多晶硅互连及其局限性9.4.3多晶硅互连及其局限性互连延迟时间常数RC：Rs、l--互连线方块电阻和长度，εox、tox-多晶硅互连线下面介质层的介电常数和厚度；局限性：电阻率过高；9.4.4多晶硅氧化9.4.4多晶硅氧化9.4.4难熔金属硅化物9.4.4难熔金属硅化物9.4.4难熔金属硅化物9.4.4形成机制9.4.4电导率9.4.4氧化9.4.4肖特基势垒9.4.4应用9.5VLSI与多层互连多层互连的提出：互连线面积占主要；时延常数RC占主要。9.5.1多层互连对VLSI的意义1.使集成密度大大增加，集成度提高；2.使单位芯片面积上可用的互连线面积大大增加；3.降低互连延迟：①有效降低了互连线长度；②使所有互连线接近于平均长度；③降低连线总电容随连线间隔缩小而增加的效应；④减少了连线间的干扰，提高了频率；⑤加快了整个系统工作速度。4.降低成本（目前Cu互连可高达10层）9.5.2多层互连对材料的要求9.5.2多层互连对材料的要求1.金属材料：①低电阻率（小于4μΩcm）；②表面平整；③抗电迁移；④台阶覆盖好；⑤易刻蚀；2.绝缘介质材料①低介电常数；②高击穿电压；③高电阻率：防止高泄漏电流