芯片微納制造技術(shù).

1、李 明材料科學(xué)與工程學(xué)院芯片發(fā)展歷程與莫爾定律晶體管結(jié)構(gòu)與作用芯片微納制造技術(shù)主要內(nèi)容1.薄膜技術(shù)2.光刻技術(shù)3.互連技術(shù)4.氧化與摻雜技術(shù)IC中的薄膜OxideNitrideUSGWP-waferN-wellP-wellBPSGp+p+n+n+USGWMetal 2, AlCuP-epiMetal 1, AlCu AlCuSTI淺槽隔離淺槽隔離金屬前介金屬前介質(zhì)層質(zhì)層 or 層層間介質(zhì)層間介質(zhì)層1IMD or ILD2抗反射層抗反射層PD1鈍化層鈍化層2Sidewall spacerWCVDTiN CVD1. 薄膜技術(shù)l外延Sil介質(zhì)膜：場(chǎng)氧化、柵氧化膜、USG、BPSG、PSG、層間介質(zhì)膜

2、、鈍化膜、high k、low k、淺槽隔離l金屬膜：Al、Ti 、Cu、Wu、Tal多晶硅l金屬硅化物IC中的薄膜1. 薄膜技術(shù)l作為MOS器件的絕緣柵介質(zhì)氧化膜的應(yīng)用例1. 薄膜技術(shù)SiDopantSiO2SiO2l作為選擇性摻雜的掩蔽膜Silicon nitrideSilicon SubstrateSi Oxidel作為緩應(yīng)力沖層l作為犧牲氧化層，消除硅表面缺陷1. 薄膜技術(shù)氧化膜的應(yīng)用例半導(dǎo)體應(yīng)用半導(dǎo)體應(yīng)用典型的氧化物厚度（典型的氧化物厚度（）柵氧（柵氧（0.18 m工藝）工藝）2060電容器的電介質(zhì)電容器的電介質(zhì)5100摻雜掩蔽的氧化物摻雜掩蔽的氧化物4001200依賴于摻雜劑、注入

3、能依賴于摻雜劑、注入能量、時(shí)間、溫度量、時(shí)間、溫度STI隔離氧化物隔離氧化物150LOCOS墊氧墊氧200500場(chǎng)氧場(chǎng)氧250015000STI潛槽隔離，潛槽隔離，LOCOS晶體管之間的電隔離，局部氧化晶體管之間的電隔離，局部氧化墊氧墊氧為氮化硅提供應(yīng)力減小為氮化硅提供應(yīng)力減小氧化膜的應(yīng)用例1. 薄膜技術(shù)薄膜材料及性能的要求厚度均勻性臺(tái)階覆蓋能力填充高的深寬比間隙的能力高純度和高密度化學(xué)劑量結(jié)構(gòu)完整性和低應(yīng)力好的電學(xué)特性對(duì)襯底材料或下層膜好的粘附性1. 薄膜技術(shù)各種成膜技術(shù)及材料熱氧化法熱氧化法蒸發(fā)法蒸發(fā)法LP-CVD熱熱CVD法法CVD法法PVD法法SiO2膜等離子等離子CVD濺射法濺射法A

4、P-CVDP-CVDHDP-CVDW膜、高溫氧化膜多結(jié)晶Si膜、Si3N4膜有機(jī)膜、SiO2膜非晶態(tài)Si膜SiO2膜、氮化膜、有機(jī)膜SiO2氧化膜氧化膜、金屬膜等Al膜、Cu膜、Ti膜、TiN膜、W膜CVD ： Chemical Vapor Deposition AP-CVD ：Atmospheric Pressure CVDPVD ： Physical Vapor Deposition P-CVD ：Plasma CVDLP-CVD ：Low Pressure CVD HDP-CVD ：High Density Plasma CVD電沉積電沉積Cu膜、Ni膜、Au膜等1. 薄膜技術(shù)物理氣相沉

5、積PVD蒸發(fā)法l早期金屬層全由蒸發(fā)法制備l現(xiàn)已逐漸被濺射法取代l無(wú)化學(xué)反應(yīng)lpeq.vap. = 10-3 Torr,l臺(tái)階覆蓋能力差l合金金屬成分難以控制擴(kuò)散泵、冷泵P 1mTorr可有4個(gè)坩鍋，裝入24片圓片1. 薄膜技術(shù)l1852年第1次發(fā)現(xiàn)濺射現(xiàn)象l濺射的臺(tái)階覆蓋比蒸發(fā)好l輻射缺陷遠(yuǎn)少于電子束蒸發(fā)l制作復(fù)合膜和合金時(shí)性能更好l是目前金屬膜沉積的主要方法物理氣相沉積PVD濺射法1. 薄膜技術(shù)高能粒子（Ar離子）離子）撞擊具有高純度的靶材料固體平板，撞擊出原子。這些原子再穿過真空，淀積在硅片上凝聚形成薄膜。陰極陰極靶材靶材優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 具有保持復(fù)雜合金原組分的能力 能夠沉積難熔金屬；能夠在大

6、尺寸硅片上形成均勻薄膜；可多腔集成，有清除表面與氧化層能力；有良好臺(tái)階覆蓋和間隙填充能力 。1. 薄膜技術(shù)物理氣相沉積PVD濺射法化學(xué)氣相沉積CVD通過化學(xué)氣相反應(yīng)形成薄膜的一種方法1. 薄膜技術(shù)1. 薄膜技術(shù)例：外延硅、多晶硅、非晶硅化學(xué)氣相沉積CVDlTiN化學(xué)氣相沉積CVD1. 薄膜技術(shù)lTil硅膜外延硅、多晶硅、非晶硅l介質(zhì)膜氧化硅氮化硅氮氧化硅磷硅玻璃PSG、BPSGl金屬膜W、Cu、Ti、TiN化學(xué)氣相沉積CVD1. 薄膜技術(shù)適用范圍廣泛（絕緣膜、半導(dǎo)體膜等），是外延生長(zhǎng)的基礎(chǔ)CVD制備的薄膜及采用的前驅(qū)體1. 薄膜技術(shù)化學(xué)氣相沉積CVD最早的CVD工藝、反應(yīng)器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單APCVD發(fā)

7、生在質(zhì)量輸運(yùn)限制區(qū)域允許高的淀積速度, 1000Amin，一般用于厚膜沉積APCVD的主要缺點(diǎn)是顆粒的形成化學(xué)氣相沉積AP-CVD1. 薄膜技術(shù)AP-CVD ：常壓化學(xué)氣相沉積（Atmospheric Pressure CVD）u產(chǎn)量高、均勻性好，可產(chǎn)量高、均勻性好，可用于大尺寸硅片用于大尺寸硅片u主要用于沉積主要用于沉積SiO2和摻和摻雜雜的的SiO2u氣體消耗高，需要?dú)怏w消耗高，需要經(jīng)常經(jīng)常清潔反應(yīng)清潔反應(yīng)腔腔u沉積膜沉積膜通常臺(tái)階覆蓋能通常臺(tái)階覆蓋能力差。力差。 Canon APT 4800 APCVD tools 化學(xué)氣相沉積AP-CVD1. 薄膜技術(shù)連續(xù)加工的APCVD系統(tǒng)化學(xué)氣相沉

8、積AP-CVD1. 薄膜技術(shù)化學(xué)氣相沉積LP-CVDLP-CVD ：低壓化學(xué)氣相沉積（Low Pressure CVD）1. 薄膜技術(shù)uSiO2：做層間介質(zhì)、淺槽隔離的填充物和側(cè)墻u氮化硅：做鈍化保護(hù)層或掩膜材料u多晶硅：做柵電極或電阻u氧化氮化硅：兼有氧化硅和氮化硅的優(yōu)點(diǎn)，改善了熱穩(wěn)定性、抗斷裂能力、降低膜應(yīng)力1. 薄膜技術(shù)化學(xué)氣相沉積LP-CVDl更低的工藝溫度（250450）l 對(duì)高的深寬比間隙有好的填充能力l優(yōu)良的粘附能力l 高的淀積速率l 少的針孔和空洞，高的膜密度l主要用于淀積絕緣層， RF頻率通常低于1MHz1. 薄膜技術(shù)化學(xué)氣相沉積PE-CVD、HDP-CVDPE-CVD ：等

9、離子體增強(qiáng)CVDHDP-CVD ：高密度等離子體CVDl沉積金屬互連間的絕緣層SiO2：硅烷氧化劑l沉積金屬W：WF6 + 3H2 = W + 6HFl沉積銅阻擋層TiN：6TiCl4+8NH36TiN+24HCl化學(xué)氣相沉積PE-CVD、HDP-CVD應(yīng)用例 ：1. 薄膜技術(shù)W2. 光刻技術(shù)是高精密圖形轉(zhuǎn)移的有效方法l光刻光刻光刻的基本過程光刻的基本過程對(duì)準(zhǔn)和曝光對(duì)準(zhǔn)和曝光l光學(xué)基礎(chǔ)光學(xué)基礎(chǔ)l光刻設(shè)備光刻設(shè)備l光學(xué)增強(qiáng)技術(shù)光學(xué)增強(qiáng)技術(shù)l對(duì)準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)先進(jìn)光刻技術(shù)先進(jìn)光刻技術(shù)l刻蝕刻蝕刻蝕工藝刻蝕工藝干法和濕法刻蝕的應(yīng)用干法和濕法刻蝕的應(yīng)用通過光刻技術(shù)進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移的基本過程2. 光刻技術(shù)2. 光刻技

10、術(shù)是微電子制造的關(guān)鍵技術(shù)：最復(fù)雜、昂貴2. 光刻技術(shù)電子束光刻機(jī)電子束光刻機(jī)采用黃光的光刻室采用黃光的光刻室昂貴的光刻機(jī)昂貴的光刻機(jī) l光刻機(jī): 產(chǎn)量為其成本的6倍才有利潤(rùn)：Intell掩膜版：$1millionl光刻區(qū)潔凈度要求最高、燈光昏黃占總工藝費(fèi)用的30，總工藝時(shí)間的40 50% 掩膜版的費(fèi)用呈指數(shù)式增長(zhǎng)Mask 自1995年開始成為關(guān)鍵技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)光刻，如248nm的光源用于130nm技術(shù)2. 光刻技術(shù)1973 : 投影光刻機(jī)（投影光刻機(jī)（1X)，分，分辨率辨率 4 m 波長(zhǎng)波長(zhǎng)320-440 nm. 1976 ：采用：采用G線的線的10倍縮小步倍縮小步進(jìn)機(jī)進(jìn)機(jī). 1980s

11、：G線向線向I線轉(zhuǎn)變（注：線轉(zhuǎn)變（注：G、I對(duì)應(yīng)高壓汞燈的不同特對(duì)應(yīng)高壓汞燈的不同特征譜線，征譜線，G線線436nm、I線線365nm ）1995：深紫外應(yīng)用于：深紫外應(yīng)用于0.25m技術(shù)，并延續(xù)了技術(shù)，并延續(xù)了4代技術(shù)代技術(shù)現(xiàn)在：現(xiàn)在：193nm, 157nm ，EUV 尺寸縮小依賴于光刻技術(shù)的發(fā)展1.接觸式光刻機(jī)2.接近投影光刻機(jī)3.投影光刻機(jī)4.第1個(gè)G線步進(jìn)機(jī)5.先進(jìn)G線步進(jìn)機(jī)6.第1個(gè)I線步進(jìn)機(jī)7.先進(jìn)I線步進(jìn)機(jī)8.深紫外步進(jìn)機(jī)2. 光刻技術(shù)曝光光源與其解像度大致有如下關(guān)系l365nm線能刻出 0.250.35nm線寬; l248nm線能刻出 0.130.18nm線寬;l193nm線

12、能刻出 0.100.13nm線寬; l157nm線能刻出 0.07nm線寬;l13nm線能刻出 0.05nm線寬; l X光能刻出 0.10nm以下線寬;l電子束能刻出 0.10.2nm線寬; l離子束能刻出 0.08nm左右線寬。2. 光刻技術(shù)圖形轉(zhuǎn)移光刻工藝的8個(gè)基本步驟1）氣相成底膜處理2）旋轉(zhuǎn)涂膠3）軟烘4）對(duì)準(zhǔn)和曝光5）曝光后烘焙6）顯影7）堅(jiān)膜烘焙7）顯影后檢查2. 光刻技術(shù)底膜涂覆底膜涂覆脫水烘焙脫水烘焙Wafer處理腔處理腔Primer Layer1）氣相成底膜處理WaferHot PlateHot PlateHMDS Vapor增強(qiáng)硅片和光刻膠之間的粘附性2. 光刻技術(shù)l將光

13、刻膠均勻地涂敷在硅片表面l膜厚符合設(shè)計(jì)要求（1m)，膜厚均勻(25nm)，膠面上看不到干涉花紋；l膠層內(nèi)無(wú)點(diǎn)缺陷（針孔等）；l涂層表面無(wú)塵埃，碎屑等；l膜厚：T1/1/2, 為轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分鐘。2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠P-WellUSGSTIPolysiliconPhotoresistPrimerSpindlePR dispenser nozzleChuckWaferTo vacuum pump2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vac

14、uum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vac

15、uum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vac

16、uum pumpPR dispenser nozzleChuckPR suck backWafer2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠l邊圈：光刻膠在硅片邊緣和背面的隆起l干燥時(shí)，邊圈將剝落，產(chǎn)生顆粒l旋轉(zhuǎn)涂膠器配置了邊圈去除裝置（EBR）l在旋轉(zhuǎn)的硅片底部噴出少量溶劑l丙烯乙二醇一甲胺以太醋酸鹽，或乙烯乙二醇一甲胺以太醋酸鹽去除邊圈去除邊圈WaferEdge Bead2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpChuckWaferSolvent去除邊圈去除邊圈2. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠SpindleTo vacuum pumpChuckWaferSolvent去除邊圈去除邊圈2

17、. 光刻技術(shù)2）旋轉(zhuǎn)涂膠P-WellUSGSTIPolysiliconPhotoresist去除光刻膠中的溶劑，提高粘附性，提高均勻性2. 光刻技術(shù)3）軟烘P-WellUSGSTIPolysiliconPhotoresistGate Mask最關(guān)鍵的工序，它直接關(guān)系到光刻的分辨率2. 光刻技術(shù)4）對(duì)準(zhǔn)和曝光Gate MaskP-WellUSGSTIPolysiliconPhotoresist2. 光刻技術(shù)4）對(duì)準(zhǔn)和曝光P-WellUSGSTIPolysiliconPhotoresist減小駐波，減少剩余溶劑252. 光刻技術(shù)5）曝光后烘烤P-WellUSGSTIPolysiliconPR2.

18、光刻技術(shù)6）顯影VacuumDeveloperWaferChuckWater sleeveDrainDI water2. 光刻技術(shù)6）顯影負(fù)膠：未曝光區(qū)域溶解l圖形和掩膜版相反l幾乎不需要化學(xué)反應(yīng)，顯影液為有機(jī)溶劑l清洗去除顯影液：丁基醋酸鹽、乙醇l問題：交聯(lián)光刻膠在顯影和清洗過程中吸收顯影液而膨脹變形，是負(fù)膠不能用于2微米以下光刻的主要原因2. 光刻技術(shù)6）顯影正膠：曝光區(qū)域溶解l圖形和掩膜版相同l顯影液和光刻膠之間有化學(xué)反應(yīng)l顯影液：稀釋的NaOH、KOH、四甲基氫氧化銨0.2-0.3g/ll0.26當(dāng)量濃度成為顯影標(biāo)準(zhǔn)工藝2. 光刻技術(shù)6）顯影P-WellUSGSTIPolysilico

19、nPR2. 光刻技術(shù)7）Hard Bake堅(jiān)膜P-WellUSGSTIPolysiliconPR此時(shí)出現(xiàn)問題還可以返工2. 光刻技術(shù)8）先影后檢查u 刻蝕是用化學(xué)或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程。u 有圖形的光刻膠層在刻蝕中不受到腐蝕源顯著的侵蝕。選擇性地刻蝕掉未被保護(hù)的區(qū)域u 圖形從光刻膠轉(zhuǎn)移到晶圓上u 干法和濕法2. 光刻技術(shù)刻蝕技術(shù)l刻蝕工藝l干法刻蝕l濕法刻蝕：應(yīng)用l化學(xué)機(jī)械拋光l去除光刻膠l質(zhì)量檢測(cè)2. 光刻技術(shù)刻蝕技術(shù)的主要工藝l濕法腐蝕：液體化學(xué)試劑（酸、堿和溶劑）以化學(xué)方式去除硅片表面的材料。用于大于3微米的刻蝕l干法刻蝕：等離子體，亞微米以下的主要工藝吸附吸

20、附擴(kuò)散到表面擴(kuò)散到表面解吸附解吸附擴(kuò)散到對(duì)流層擴(kuò)散到對(duì)流層等離子體等離子體產(chǎn)生刻蝕物質(zhì)產(chǎn)生刻蝕物質(zhì)16523Film反應(yīng)反應(yīng)邊界層邊界層副產(chǎn)物副產(chǎn)物離子轟擊離子轟擊4氣流氣流2. 光刻技術(shù)干法刻蝕技術(shù)-等離子體刻蝕u在半導(dǎo)體生產(chǎn)中，干法刻蝕是最主要的用來(lái)去除表面材料的刻蝕方法。u完整地把掩膜圖形復(fù)制到硅片表面上u采用等離子體：u中性、高能量、離子化的氣體u包含中性原子或分子、帶電離子、自由電子、分離的原子或分子（基）2. 光刻技術(shù)干法刻蝕技術(shù)-等離子體刻蝕干法刻蝕的優(yōu)點(diǎn)l刻蝕剖面是各向異性，具有非常好的側(cè)壁剖面控制l好的關(guān)鍵尺寸控制l最小的光刻膠脫落或粘附問題l片內(nèi)、片間、批次間的刻蝕均勻性l

21、較低的化學(xué)制品使用和處理費(fèi)用干法刻蝕缺點(diǎn)l對(duì)下層材料的差的刻蝕選擇比l等離子體帶來(lái)的器件損傷l昂貴的設(shè)備。2. 光刻技術(shù)深反應(yīng)離子刻蝕DRIE的應(yīng)用l高選擇比l各向異性l化學(xué)反應(yīng)和物理離子轟擊l離子不是主要的刻蝕物質(zhì)l離子輔助刻蝕2. 光刻技術(shù)刻蝕多晶硅形成柵極P-WellUSGSTIPolysiliconPR2. 光刻技術(shù)刻蝕在CMOS技術(shù)中的應(yīng)用P-WellUSGSTIPRPRPolysilicon刻蝕多晶硅形成柵極2. 光刻技術(shù)刻蝕在CMOS技術(shù)中的應(yīng)用P-WellUSGSTIGate OxidePolysiliconPR刻蝕多晶硅形成柵極2. 光刻技術(shù)刻蝕在CMOS技術(shù)中的應(yīng)用P-We

22、llUSGSTIGate OxidePolysilicon刻蝕多晶硅形成柵極2. 光刻技術(shù)刻蝕在CMOS技術(shù)中的應(yīng)用刻蝕技術(shù)的應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光CMPl全局平坦化，CMPl最初用于互連平坦化，現(xiàn)在也用于器件隔離工藝，無(wú)劃傷、無(wú)玷污lCMP沒有終點(diǎn)指示，必須開發(fā)有高選擇比的工藝或達(dá)到高度重復(fù)的拋光速率 l機(jī)械研磨、腐蝕劑、磨料2. 光刻技術(shù)金屬化？器件之間以及器件與外部之間的連接互連局域互連：柵極互連，多晶硅，硅化物層間互連：W塞plugs，通孔Vias等封裝級(jí)別互連：長(zhǎng)程互連Cu、Al、mm量級(jí)2. 互連技術(shù)CMOS中的金屬化P-waferN-WellP-WellSTIn+n+USGp+p+Me

23、tal 1, AlCuBPSGWP-epiTiSi2TiN, ARCTi/TiN2. 互連技術(shù)銅互連P-EpiP-WaferN-WellP-Welln+STIp+p+USGWPSGWFSGn+M1CuCoSi2Ta or TaNTi/TiNSiNCuCuFSG2. 互連技術(shù)多層互連：層間介質(zhì)層隔離去除后的形貌2. 互連技術(shù)為什么要多層互連Cell size with 1 layer metal減小芯片尺寸！減小芯片尺寸！2. 互連技術(shù)金屬化的要求u低電阻u與器件的電學(xué)接觸：歐姆或肖特級(jí)接觸u臺(tái)階的覆蓋性u(píng)刻蝕方法（刻蝕、CMP？）u熱、機(jī)械穩(wěn)定性u(píng)可靠性：電遷移2. 互連技術(shù)u電路延時(shí)正比于互

24、連線長(zhǎng)度的平方u全局互連Al，Cuu局部互連(短，電阻要求不高）u多晶硅，10-4，可以經(jīng)受高溫，u硅化物WSi2, TaSi2, MoSi2, TiSi。Al互連l130nm以上工藝以上工藝l濺射濺射Al膜膜l干法刻蝕鋁膜干法刻蝕鋁膜l存在問題存在問題Al釘釘電遷移電遷移電阻高電阻高2. 互連技術(shù)鋁釘現(xiàn)象450C，硅擴(kuò)散到，硅擴(kuò)散到Al中中577C， 1.59at Al-Si共晶共晶硅向鋁中擴(kuò)散，形成孔隙，退火時(shí)，形成鋁釘2. 互連技術(shù)電遷移l電遷移：大電流密度下（IC中電流密度可達(dá)105A/cm2），金屬在電子碰撞下發(fā)生遷移，正極附近聚集，負(fù)極附近出現(xiàn)空洞lAl電遷移Al中加入14Cu減少

25、Al中的晶粒邊界擴(kuò)散效應(yīng)加一層Ti， TiN，W減少電遷移W做一層互連金屬：局部互連2. 互連技術(shù)electronCathodeAnodeeFailureee電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu)電遷移測(cè)試結(jié)構(gòu) 電遷移使導(dǎo)線斷路或短路，從而引起IC失效。具體表現(xiàn)為： 在互連引線中形成空洞，增加了電阻 空洞長(zhǎng)大，最終貫穿互連引線，形成斷路 在互連引線中形成晶須，造成層間短路 晶須長(zhǎng)大，穿透鈍化層，產(chǎn)生腐蝕源(a) 小丘的生長(zhǎng)(b) 晶須的橋接(c) 物質(zhì)的堆積與耗散Al引線的電遷移現(xiàn)象2. 互連技術(shù)互連和門延遲2. 互連技術(shù)銅互連Cu：電阻率低、抗電遷移強(qiáng)，130nm以下使用2. 互連技術(shù)u刻蝕困難只能采用Damanc

26、e電鍍工藝u與硅和SiO2反應(yīng)u粘附性差u需要阻擋層，WN， Ta， TaN。銅互連2. 互連技術(shù)芯片上Damance電鍍銅互連工藝示意圖銅互連基本工藝FSGCuFSGCuSiNFSG1 1）刻蝕溝槽和通孔）刻蝕溝槽和通孔2. 互連技術(shù)在布線的地方挖好溝道在布線的地方挖好溝道TaFSGCuCuCuFSGFSGSiN阻擋銅的擴(kuò)散，提高結(jié)合力：阻擋銅的擴(kuò)散，提高結(jié)合力：Ti, TiN, Ta, TaN, W, WNCu 種籽層：種籽層： 500 2000 (PVD)，電鍍成核位置，電鍍成核位置2 2）阻擋層和種子層淀積）阻擋層和種子層淀積銅互連基本工藝2. 互連技術(shù)FSGCuSiNTaFSGCuC

27、uFSGBottom up生長(zhǎng)方式生長(zhǎng)方式 3 3）電鍍銅）電鍍銅銅互連基本工藝2. 互連技術(shù)抑制劑 S ： 抑制銅的生長(zhǎng)，主要在TSV孔表面與側(cè)壁吸附，加速劑 A： 加速銅的生長(zhǎng)，主要在TSV孔底吸附鍍銅填充的基本原理銅互連基本工藝2. 互連技術(shù)銅互連基本工藝2. 互連技術(shù)鍍銅填充的實(shí)際效果FSGCuSiNTaFSGCuCuSiN4 4）化學(xué)機(jī)械研磨（）化學(xué)機(jī)械研磨（CMPCMP），），CVDCVD淀積鉭淀積鉭, ,氮化硅氮化硅銅互連基本工藝2. 互連技術(shù)銅互連基本工藝2. 互連技術(shù)雙鑲嵌工藝：同時(shí)形成互連線和通孔填充雙鑲嵌工藝：同時(shí)形成互連線和通孔填充N-WellP-WellP+P+N+N+IMD 1LinerIMD2 M2M1V1u 提高硅的導(dǎo)電性u(píng) 在硅中加入必要元素的過程摻雜u 摻雜區(qū)：