微電子芯片技術(shù)發(fā)展對材料的需求材物ppt課件

1、.概述21世紀的微電子技術(shù)將從目前的3G逐漸開展到3T微電子技術(shù)的進展有賴于資料科學和技術(shù)的宏大奉獻：集成電路本身是制造在各相關(guān)體或薄膜資料之上制造過程中也涉及到一系列資料問題.襯底資料半導體襯底資料是開展微電子產(chǎn)業(yè)的根底集成電路對硅資料的主要要求及開展趨勢：晶片wafer直徑越來越大隨著特征尺寸的減少、集成密度的提高以及芯片面積的增大，對硅資料有了更高的要求對硅資料的幾何精度特別是平整度的要求越來越高硅片外表顆?；蛉毕莘诸悾和馍Ｗ泳Ｗ?三種SOI資料SIMOX適宜制造薄膜全耗盡超大規(guī)模集成電路BESOI適宜制造薄膜部分耗盡集成電路Smart Cut SOI非常有開展前景的SOI資料u經(jīng)

2、過改良晶體質(zhì)量及優(yōu)化器件構(gòu)造和工藝，器件性能會有大幅度提高。u在Si雙極晶體管上經(jīng)過育入GeSi/Si異質(zhì)構(gòu)造可以獲得速度性能更好的器件。.柵極構(gòu)造資料柵極構(gòu)造資料是CMOS器件中最重要的構(gòu)造之一，它包括柵絕緣介質(zhì)層和柵電極兩部分。.柵絕緣介質(zhì)MOSFET的柵絕緣介質(zhì)層具有缺陷少、漏電電流小、抗擊穿強度高、穩(wěn)定性好、與Si有良好的界面特性和界面態(tài)密度低等特點。MOSFET器件特征尺寸進入到深亞微米尺度后，為了抑制短溝效應影響，并適宜低壓、低功耗電路任務的需求，通常要采用雙摻雜柵構(gòu)造隨著器件尺寸進一步減少，電子直接隧穿將變得非常顯著。這使得柵對溝道的控制減弱和器件的功耗添加，成為限制器件尺寸減少

3、的重要要素之一。抑制這一限制的有效方法：采器具有高介電常數(shù)的新型絕緣介質(zhì)資料替代SiO2和SiNxOy。采用多層介質(zhì)膜構(gòu)造改動襯底性能.柵電極資料串聯(lián)電阻低和寄生效應小是MOSFET對柵電極資料的根本要求。 金屬鋁多晶硅難容金屬硅化物器件的柵介質(zhì)和多晶硅柵電極都越來越薄，多晶硅的耗盡效應越來越嚴重，溝道中雜質(zhì)的漲落成為影響器件性能的重要制約要素。人們提出了柵工程和溝道零摻雜的概念.存儲電容資料存儲電容是數(shù)字電路中的動態(tài)隨機存儲器DRAM和模擬電路中的重要部件。主要需滿足：集成度、存儲容量高、存取速度快、能隨機存取非揮發(fā)性新型氧化物鐵電資料：高介電常數(shù)作為DRAM的存儲電容絕緣介質(zhì)層資料電極化強

4、度隨電壓變化的電滯效應制備鐵電隨機存儲器NVFRAM.高介電常數(shù)的DRAM影響高介電常數(shù)鐵電資料在DRAM中運用的主要要素：較大的漏電流較高的體和界面缺陷較低的介電擊穿強度與硅工藝的兼容性.非揮發(fā)性鐵電存儲器NVFRAMNVFRAM利用鐵電資料具有自發(fā)極化以及自發(fā)極化在電場作用下反轉(zhuǎn)的特性存儲信息。當前NVFRAM研討的主要方向：影響鐵電資料抗疲勞性能和自發(fā)極化強度要素改良制備工藝開發(fā)新的鐵電資料鐵電資料物理主要研討方向：電極化的極限開關(guān)速度鐵電資料層能堅持穩(wěn)定的鐵電性能的最小厚度開關(guān)參數(shù).局域互連資料局域互連多晶硅線條的縱向和橫向尺寸都越來越小。由于多晶硅的電阻率較高，接觸和局域互連成了影響

5、集成電路速度的重要要素之一。作為柵和局域互連資料必需具有可以實現(xiàn)自對準、熱穩(wěn)定性好，與氧化硅的界面特性好、與MOS工藝兼容等特點。SALICIDE的橋接問題開展方向?qū)⒁訡oSi2或TiSi2/CoSi2復合構(gòu)造的柵和局域互連資料為主.互連資料互連資料包括金屬導電資料和相配套的絕緣介質(zhì)資料連線層數(shù)和互連線長度的迅速添加以及互連線寬度的 減小，將引起連線電阻添加，使電路的互連時間延遲、信號衰減及串擾添加。互連線寬的減小還會導致電流密度添加，引起電遷移和應力遷移效應的加劇，從而嚴重影響電路的可靠性。減小互聯(lián)延遲的主要途徑：優(yōu)化互連布線系統(tǒng)設置采用新的互連資料.為了減少寄生連線的電容和串擾，需求采用較

6、SiO2介電常數(shù)更低的絕緣介質(zhì)資料改良電路系統(tǒng)的互連特性。當器件特征尺寸減少到深亞微米以下時，鋁金屬的互連可靠性成為主要問題。Cu互連性能在延遲性和可靠性方面都優(yōu)于Al。Cu的缺陷：Cu污染問題Cu淀積到硅片后便會構(gòu)成高阻的銅硅化物，而Cu和SiO2的粘附性較差。Cu的布線問題.鈍化層資料鈍化就是經(jīng)過在不影響曾經(jīng)完成的集成電路的性能前提下，在芯片外表覆蓋一層絕緣介質(zhì)薄膜，以盡能夠少地減少外界環(huán)境對電路的影響，使電路封裝后可以長期穩(wěn)定可靠的任務。鈍化方法分類:搜集型鈍化發(fā)經(jīng)過化學鍵結(jié)合淀積阻撓層方法淀積適當?shù)谋∧?加工工藝光刻技術(shù)與資料的相關(guān)性主要系如今光刻膠、透鏡、掩膜版幾個方面。化學機械拋光技術(shù)CMP是一種新型的平坦化工藝技術(shù)。CMP進展平坦化的根本任務原理是在CMP設備磨盤中