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ULSI中铜互连线可靠性的研究

卢振钧  
【摘要】: 本论文研究了ULSI中铜互连的可靠性问题。在铜互连可靠性的几个主要问题中,重点针对互连中的电迁徙和应力迁徙进行了探讨。通过电徙动试验,研究比较了不同宽度的铜互连线的抗电迁徙能力,计算了其中值寿命和激活能,探讨了其失效机理,并与铝互连线进行了比较。此外,还进行了铜互连的电学和力学模拟。在电学模拟过程中,对比了不同条宽和不同阻挡层材料下的互连线的温度、电流密度分布,以及不同通孔倾角下、不同阻挡层材料下的通孔的温度、电流密度分布。模拟结果表明,在互连线中,温度的最高点集中在布线的中部;在通孔中,20度倾角是通孔最优角度。在力学模拟过程中,计算了铜互连线和通孔的热应力的分布。模拟结果说明,在互连线和通孔中,应力都集中在角落处。总之,铜互连有着优于铝互连的诸多优点,用于实际器件以后,会使器件的可靠性大大提高。


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