电迁移及其测试技术在超深亚微米IC金属化工艺开发中的研究

摘要

本文对电迁移及其测试技术在超深亚微米IC金属化工艺开发中的应用进行了研究。主要内容如下： ⑴在A1三明治复合层的基本构架基础上，通过电迁移测试手段，研究了IMP溅射Ti的技术与磁控溅射Ti的技术对铝互联的影响以及A1三明治复合层各层厚度对电迁移可靠性的影响。 ⑵通过对HDP CVD 不同生长条件的电迁移测试结果的研究，找到了符合A1互联可靠性要求的IMD生长条件。 ⑶研究了Exsitu—IMP Ti和Insitu—IMP Ti的电迁移可靠性，得出Exsitu—IMP Ti与Insitu—IMP Ti生产的A1互联都能满足电迁移可靠性要求的结论。

目录

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声明

第一章引言

1.1超深亚微米后段工艺研究的意义

1.2超深亚微米后段工艺流程与可靠性的关系

1.3超深亚微米后段工艺流程的难点

1.4目前电迁移及其测试技术在超深亚微米IC金属化工艺开发中的研究情况

1.5本论文的主要工作

第二章电迁移测试

2.1关于现代集成电路的可靠性

2.2电迁移测试简介

2.3迁移的原理与物理模型

2.3.1扩散理论

2.3.2 Huntington理论(电子风理论)

2.3.3电迁移时金属薄膜中离子通量的散度方程

2.2.4电迁移寿命相关的因素

2.3.5.Black公式

2.2.6几种电迁移的效应

2.4电迁移的测试结构及其设计方法

2.5封装级可靠性测试的测试方法与计算

2.6硅片级电迁移可靠性测试方法

2.7硅片级电迁移可靠性测试方法与封装级可靠性测试的联系

第三章超深亚微米Al金属复合层电迁移的可靠性研究

3.1物理气相淀积(PVD Physical Vapor Deposition)

3.2通过硅片级电迁移测试初步判断Al金属复合层的选用

3.2.1Al、Cu合金的电迁移可靠性与透射电子显微镜的分析结果

3.2.2 TiN/Al/TiN与Ti/TiN/Al/Ti/TiN的三明治叠成结构的比较

3.2.3用磁控溅射方法和IMP方法生长Ti的电迁移可靠性比较

3.2.4用电迁移测试方法确定Ti/TiN/Al/Ti/TiN各层厚度

第四章与电迁移可靠性有关的超深亚微米导线介质层的工艺研究

4.1 CVD在集成电路制造后段工艺中的应用

4.2 HDPCVD生长条件对金属互联可靠性的影响

第五章工艺整合中电迁移可靠性研究

5.1 Insitu-IMP Ti和Exsitu-IMP Ti对比研究(1)

5.1 Insitu-IMP Ti和Exsitu-IMP Ti对比研究(2)

第六章总结

参考文献

后记