第九章金属化作业

第九章金属化作业

2、哪种金属已经成为传统的互连金属线？什么是它的取代物？《半导体制造技术》p278第二段

3、铝互连复合金属膜的组成

铝互连复合金属膜的组成：Ti/TiN；Al/AlCu；TiN。

Ti/TiN：接触层金属和阻挡层金属。

Al/AlCu：导电层；

TiN：阻挡层金属和抗反射涂层。

4、什么是欧姆接触？它的优点是什么？《半导体制造技术》p281第四段

优点是接触电阻小。

5、为什么选择铝作为芯片的互连金属？《半导体制造技术》p281第二段

6、讨论电迁徙是怎样影响稳定性的。《半导体制造技术》p282第三段

8、用铜作为半导体金属所面临的三大主要挑战是什么？《半导体制

造技术》p284

11、什么是电迁徙？如何防止Al电迁徙产生？

在较高的电流密度作用下，互连引线中的金属原子将会沿着电子运动方向进行迁移，这种现象就是电迁徙。本质是导体原子与通过该导体的电流相互作用，对于铝就是铝原子沿着晶粒间界的扩散。

改进电迁徙的方法一：采用梳状电极，组成多晶硅的晶粒从下而上贯穿引线截面，晶粒间界垂直电流方向，所以晶粒间界的扩散不起作用，铝原子在铝薄膜中的扩散系数和单晶体相似，从而可使抗电迁徙能力提高二个数量级。

改进电迁徙的方法二：采用铝－铜合金和铝－硅－铜合金，Al-Si(1%~2%)-Cu(4%)，杂质在铝晶粒晶界分凝，可以降低铝原子在铝晶界的扩散系数，从而可使抗电迁徙能力提高一个数量级。

改进电迁徙的方法三：采用三层夹心结构，可以在两次铝之间增加大约50nm厚的过度金属层。这三层金属通过400度退火1小时后，在两层铝之间形成金属化合物，可以防止空洞穿越整个金属引线，也可以降低铝在晶粒间界的扩散系数，从而可使抗电迁徙能力提高二到三个数量级。

12、什么叫做polycide和Salicide结构及工艺？他们的优点是什么？如何实现？

答：Polycide一般是由silicide和polysi组成的多晶硅化物。

优点在于：低的电阻，热稳定性好，好的化学稳定性，能与硅形成均匀一致的界面。

实现：

(1).多晶硅的沉积和掺杂，PVD或者CVD沉积。

(2).金属硅化物沉积，PVD或者CVD沉积。

(3).热退火。

(4).栅掩模光刻

(5).RIE刻蚀

(6). S/D离子注入

Salicide（Self Aligned Silicide）是自对准硅化物的简称。

优点在于：1.自对准。2.s/d区寄生电阻大大减少3.栅层互联电阻减少，很好的界面，适合应用于短沟道器件。

实现过程：

(1).自对准多晶硅生成，。

(2).绝缘介质沉积，RIE刻蚀形成侧墙。

(3).S/D区形成

(4).磁控溅镀一层金属在整个晶片的表面

(5).低温快速热退火，使淀积的金属膜与源漏极的硅和栅极的多晶硅反应，而形成金属硅化物

(6). 未参加反应的金属用湿法刻蚀加以去除。

(7).高温快速热退火，形成高电导的金属硅化区。