alias: copper,Cu
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Cu连线工艺有望从根本上解决该问题,IBM、Motorola等已经开发成功
目前,互连线已经占到芯片总面积的70~80%;且连线的宽度越来越窄,电流密度迅速增加
铜互连:
随着ULSI规模的扩大,在0.18微米特征尺寸以下,器件之间的引线延迟会超过晶体管本身的延迟。此外,噪声、功率耗散和电迁移等问题也为将铜互连和低K介质的应用提到日程上来。
Cu:电阻率低、抗电迁移强,130nm以下使用
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优点——铜比铝电阻率低40%
缺点——不好腐蚀、容易氧化、快扩散杂质易引起漂移和漏电。
刻蚀困难——只能采用Damance电镀工艺
与硅和SiO2反应
粘附性差
需要阻挡层,WN, Ta, TaN……
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铜互连基本工艺
1)刻蚀沟槽和通孔,在布线的地方挖好沟道
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2)阻挡层和种子层淀积,阻挡铜的扩散,提高结合力:Ti, TiN, Ta, TaN, W, WN
Cu 种籽层: 500 ~ 2000 Å(PVD),电镀成核位置
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3)电镀铜,Bottom up生长方式
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镀铜填充的基本原理
抑制剂 S :抑制铜的生长,主要在TSV孔表面与侧壁吸附
加速剂 A:加速铜的生长,主要在TSV孔底吸附
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4)化学机械研磨(CMP),CVD淀积钽,氮化硅
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双镶嵌工艺:同时形成互连线和通孔填充
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