金属离子会沿导体产生质量的运输
发布时间:2019/4/20 19:24:20 访问次数:3193
理解了栅氧击穿的机理,也就清楚了改进措施。如应注意控制原材料硅中的C、02等微量杂质的含量,在加工工艺中采用各种有效的洁净措施,防止Na+、灰尘微粒等沾污。热氧化时采用二步或三步HCL氧化法:先用高温低速的方式生长,一层厚度约2nm的Si()2,使Si-S102界面平整,然后再正常生长S102层。可以用CVD生长S102或掺氮氧化以改进栅氧质量等。 栅氧易受静电损伤,它的损伤是累积性的,使用中必须采取防护措施.
当器件工作时,金属互连线的铝条内有一定电流通过,金属离子会沿导体产生质量的运输,其结果会使导体的某些部位产生空洞或晶须(小丘),这即电迁移现象( Electromigration)。在块状金属中,其电流密度较低《l04 Alcm2),电迁移现象只在接近材料熔点的高温时才发生。薄膜材料则不然,淀积在硅衬底上的铝条,截面积很小,且具有良好的散热条件,电流密度可高达l07 A/cm2,所以在较低温度下就会发生电迁移。
在微电子器件中,金属互连线大多数采用铝膜。这是因为铝具有一些优点,如电导率 高,能与硅材料彤成低阻值的欧姆接触,与S102层等介质膜具有良好的粘附性和便于加工 等。但使用中也存在一些问题,如硬度软,机械强度低,容易划伤;化学性质活泼,易受 腐蚀;在高电流密度时,抗电迁移能力差。在电路规模不断扩大,器件尺寸进一步缩小 时,互连线中电流密度在上升,铝条中的电迁移现象更为严重,成为VLSI中的一个主要 可靠性问题。
理解了栅氧击穿的机理,也就清楚了改进措施。如应注意控制原材料硅中的C、02等微量杂质的含量,在加工工艺中采用各种有效的洁净措施,防止Na+、灰尘微粒等沾污。热氧化时采用二步或三步HCL氧化法:先用高温低速的方式生长,一层厚度约2nm的Si()2,使Si-S102界面平整,然后再正常生长S102层。可以用CVD生长S102或掺氮氧化以改进栅氧质量等。 栅氧易受静电损伤,它的损伤是累积性的,使用中必须采取防护措施.
当器件工作时,金属互连线的铝条内有一定电流通过,金属离子会沿导体产生质量的运输,其结果会使导体的某些部位产生空洞或晶须(小丘),这即电迁移现象( Electromigration)。在块状金属中,其电流密度较低《l04 Alcm2),电迁移现象只在接近材料熔点的高温时才发生。薄膜材料则不然,淀积在硅衬底上的铝条,截面积很小,且具有良好的散热条件,电流密度可高达l07 A/cm2,所以在较低温度下就会发生电迁移。
在微电子器件中,金属互连线大多数采用铝膜。这是因为铝具有一些优点,如电导率 高,能与硅材料彤成低阻值的欧姆接触,与S102层等介质膜具有良好的粘附性和便于加工 等。但使用中也存在一些问题,如硬度软,机械强度低,容易划伤;化学性质活泼,易受 腐蚀;在高电流密度时,抗电迁移能力差。在电路规模不断扩大,器件尺寸进一步缩小 时,互连线中电流密度在上升,铝条中的电迁移现象更为严重,成为VLSI中的一个主要 可靠性问题。