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电迁移

由于功率密度电迁移(EM)
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电迁移,从而造成空洞和失败在一个设备,是指原子的位移结果通过导体的电流。抑制在互连电迁移方程的一部分,芯片制造商通常使用的限制或蚀刻停止层dual-damascene结构材料。

但是一些警告的传统覆盖层材料在先进designs-silicon氮化碳(SiCN)和铜合金就可能失去势头在20 nm,促使需要新的解决方案。

有几个新的先进的设计限制层选项。一个解决方案是在某种程度上扩展当前的材料。另一个选择是林研究的化学沉积技术,而存款cobalt-tungsten-phosphide (CoWP)或相关材料。这已经是在生产中在至少一个铸造供应商32 nm。

和一个新的选择是应用材料的原位金属/电介质工具技术用于沉淀钴和SiCN。据说Cobalt-related材料电迁移寿命增加了倍。

它还为时过早,限制技术将长期占据上风。覆盖层在形成过程发生的互连dual-damascene流。

dual-damascene流程包括以下步骤:通过沟模式,阻挡层和铜种子沉积、电镀和化学机械抛光。使用一个沉积技术,这个过程的最后一步是添加一个覆盖层。这是因为铜线和覆盖层之间的接口是容易受到电迁移的影响。

在90 nm节点之前,IC制造商通常使用氮化硅(罪)作为覆盖层材料。在130 nm和90 nm,芯片制造商还搬到性能的材料。麻烦的是罪恶的介电常数的两倍多,电影,材料的性能的影响的全面有效k值栈。

反过来,这促使芯片制造商转向SiCN材料覆盖层来减少电容在90纳米左右。罪恶的介电常数为7.0,而SiCN大约是5.0。

下一个大的材料,钴,提出了因为它奉行铜。在结构、IC制造商仍然使用SiCN作为外部金属覆盖层。一层薄薄的钴作为铜和西奇之间的接口。有助于抑制钴电迁移,但增加了成本方程。那么化学沉积,沉积多种材料,如CoWP、磷化镍钼(NoMP)和其他人,但代价是额外的处理步骤。


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