集成电路固有失效机理的可靠性评价综述

ULSI/VLSI集成电路芯片的可靠性既与设计有关,也与工艺加工过程有关,即芯片的可靠性是设计进去、制造出来。设计是集成电路芯片可靠性的基础,工艺制造是集成电路芯片可靠性的实现。要使超大规模集成电路在特定的寿命期间内能够稳定地工作,必须对影响集成电路芯片可靠性的固有失效机理进行评价。评价的目的是确定磨损失效的机理,通过改进设计和工艺加工水平确保集成电路芯片在整个产品寿命期间有良好的可靠性。本文梳理了国内外集成电路芯片固有失效机理的可靠性评价标准,阐述了这些固有失效机理的产生机制,总结了不同固有失效机理的试验方法,提出了固有失效机理的可靠性评价要求。这些标准、方法和可靠性评价要求具有很强的时效性,集成电路芯片固有失效机理的可靠性评价将在工艺开发、建库及工程服务中发挥作用,并有助于推动国内合格生产线认证的开展。

ULSI硅衬底的化学机械抛光

在分析 UL SI中硅衬底 CMP的动力学过程基础上 ,提出了在机械研磨去除产物过程中 ,适当增强化学作用可显著改善产物的质量传输过程 ,从而提高抛光效率 .在对不同粒径分散度的硅溶胶抛光液进行比较后提出了参与机械研磨的有效粒子数才是机械研磨过程的重要因素 ,而不是单纯受粒径大小的影响 .分析和讨论了 CMP工艺中的几个影响因素 ,如粒径大小与分散度、p H值、温度、流量和浓度等 .采用含表面活性剂和螯合剂的清洗液进行抛光后清洗 ,表面颗粒数优于国际 SEMI标准 。

ULSI中铜互连线技术的关键工艺

简述了 ULSI中采用以铜作为互连线技术的工艺过程及其研究发展状况 ,并着重对铜互连线技术中扩散阻挡层的选取。

ULSI衬底硅单晶片清洗技术现况与展望

阐述了ULSI衬底硅单晶片清洗的重要性 ,详尽介绍了目前世界上采用的各种清洗方法 (湿法、干法、兆声、激光等 )的发展概况、应用价值及发展方向 ,并提出晶片清洗的发展趋势将向多元化、综合化和专用化方向发展。

ULSI多层铜布线CMP影响因素分析研究

研究了ULSI多层互连工艺中铜布线的CMP的机理;对影响抛光速率和抛光后表面状态的诸因素,如抛光条件、抛光方式和抛光耗材进行了分析;特别针对抛光液对铜布线CMP的影响,提出了目前存在的主要问题,并对未来的研究方向和研究内容进行了展望。

适于ULSI的一种新的铜的CMP抛光液

采用纳米级二氧化硅代替国际上惯用的三氧化二铝作磨料 ,解决了抛光液的悬浮问题 ,得到了很好的抛光表面 .采用无金属离子的有机碱作络合剂及 p H调制剂 ,使用了无金属离子的氧化剂解决了铜离子沾污问题和制约硅溶胶作磨料的凝胶问题 .从而得到一种适用于甚大规模集成电路 (U L SI)制备中铜互连线技术的化学机械抛光(CMP)

ULSI介质CMP用大粒径硅溶胶纳米研磨料的合成及应用研究

针对超大规模集成电路多层互连结构中介质 CMP抛光速率低 ,急需的大粒径硅溶胶研磨料 ,本文采用改进的粒径生长控制工艺制备介质 CMP用大粒径硅溶胶 ,并采用 TEM、激光粒度分析仪和 Zeta电位测试仪等先进手段对其粒径大小、粒径分布和稳定性进行了表征。以低分散度硅溶胶纳米研磨料配制抛光浆料进行了二氧化硅介质的 CMP研究 ,结果表明 ,平均粒径 1 0 3 .4nm的硅溶胶浆料的去除速率达 63 0 nm/min,有效解决了二氧化硅介质

ULSI化学机械抛光的研究与展望

随着半导体行业的飞速发展,集成电路特征尺寸的微细化,半导体薄膜表面的高平坦化对器件高性能、低成本、高成品率有着重要的影响。作为唯一能实现全局平坦化方法的化学机械抛光(CMP),近年来发展迅速,应用广泛。文章综述了化学机械抛光技术的发展现状:包括化学机械抛光设备、抛光液、抛光机理模型及应用研究进展;在此基础上,对CMP下一步发展的方向及其应用前景进行了展望。

ULSI硅衬底的化学机械抛光技术

介绍了特大规模集成电路(ULSI)硅衬底的化学机械抛光工艺。对抛光机理、影响抛光速率和抛光质量的因素、抛光液中的成份特别是精抛液中的有机碱和活性剂的选择作了讨论分析,另外对抛光中出现的一些问题及解决方法进行了分析研究。

利用表面活性剂有效去除ULSI衬底硅片表面吸附颗粒

甚大规模集成电路(ULSI)对衬底硅片表面洁净度的要求越来越高。抑制颗粒在衬底表面的沉积,应使衬底表面与颗粒表面必须具有相同的ξ-电势。表面活性剂具有润湿作用,能够降低表面张力,可以控制颗粒在硅片表面的吸附状态。实验证实在清洗液中加入适当的表面活性剂能够达到较好的去除颗粒的效果,实现工业应用。

ULSI互连中纳米多孔SiO_2的制造工艺、特性及应用前景

综述了 ULSI互连中纳米多孔二氧化硅 (NPS)电介质主要品种干燥凝胶 (Xerogel)的典型制造工艺 ,给出并分析了介电常数、应力、热导率和机械强度等主要特性 。

制备纳米级ULSI的极紫外光刻技术

在下一代光刻技术中,由于极紫外光刻(EUVL)分辨率高、且具有一定的产量优势及传统光学光刻技术的延伸性,因而是IC业界制备纳米级ULSI器件的首选光刻方案之一。本文论述了EUVL技术的原理、加工工艺和设备,并对比分析了EUVL的生产成本、应用前景及其优缺点。

ULSI制备中铜布线的两步抛光技术

在超大规模集成电路 (U L SI)铜布线工艺中 ,采用阻挡层来提高铜与衬底的粘附性 ,主要是为了防止铜原子向介质或衬底中扩散 .为了达到全局平面化 ,就需要克服阻挡层金属与布线金属铜因化学和物理性质的不同而导致其化学机械抛光 (CMP)速率的不同 .通过研究和一系列试验 ,采用两步抛光 ,初抛中采用高化学作用 ,终抛中采用高机械作用 ,达到较好的全局平面化效果 ,并提出了初抛的 CMP模型 .

ULSI铝布线化学机械抛光研究

在分析铝的物理化学特性的基础上,对甚大规模集成电路(ULSI)铝布线化学机械抛光(CMP)机理进行研究,确定采用碱性抛光液。阐述了所选pH值调节剂的特点,探讨了其在化学机械抛光过程中的作用机理,并分析了所选表面活性剂所发挥的提高高低选择比的作用。最后,对所选pH值调节剂和表面活性剂对铝化学机械抛光的影响进行了实验研究。结果表明:pH值在11.0时,去除速率最快,约为390nm/min;表面活性剂的加入对去除速率影响不大,但可以明显改善表面状态,表面粗糙度降至nm级。

一种低压低功耗CMOS ULSI运算放大器单元

基于新型的折叠电流镜负载PMOS差分输入级拓扑、轨至轨(Rail-to-Rail)AB类低压CMOS推挽输出级模型、低压低功耗LV/LP技术和Cadence平台的实验设计与模拟仿真,采用2μmP阱硅栅CMOS标准工艺,得到了一种具有VT=±0.7V、电源电压1.1～1.5V、静态功耗典型值330μW、75dB开环增益和945kHz单位增益带宽的LV/LP运算放大器。该器件可应用于ULSI库单元及其相关技术领域,其实践有助于CMOS低压低功耗集成电路技术的进一步发展。

ULSI制备中氧化硅介质化学机械抛光的研究

对超大规模集成电路制备中二氧化硅介质的抛光机理、工艺条件的选择进行了大量理论和实验研究 ,着重研究了使用化学方法提高抛光速率、改善表面状况以及如何解决抛光浆料的沉积等问题 ,并实现了技术突破。

ULSI制备中SiO_2介质的化学机械抛光

对超大规模集成电路（ＵＬＳＩ）制备中二氧化硅介质的抛光机理、工艺条件选择、抛光液成分与作用等进行了综述，对抛光浆料及抛光工艺中存在的一些难题进行了分析，对如何提高抛光速率、改善表面状况以及解决金属离子沾污等问题进行了讨论．

ULSI多层布线中SiO_2介质CMP技术

对甚大规模集成电路 ( ULSI)多层布线中二氧化硅介质的抛光机理、工艺条件选择、抛光液成分与作用等进行了综合分析 ,如何使用化学方法提高抛光速率、改善表面状况以及解决金属离子沾污等问题及发展趋势进行了综述 ,对现存的一些难题提出了改进方案。

ULSI关键工艺技术——纳米级化学机械抛光

IC器件尺寸的纳米化,要求高的光刻曝光分辨率,在采用短波长和大数值孔径曝光系统提高分辨率的同时导致了焦深变浅,进而对晶片表面的平坦化要求越来越高。在比较了IC工艺中的四种平坦化技术基础上,重点综述了唯一可以实现全局平坦化的化学机械抛光(CMP)方法的发展、应用及展望。

ULSI互连系统热特性的模拟

应用基于有限元算法的软件 ANSYS对 0 .15 μm工艺条件下的一个 U L SI电路的五层金属互连结构进行了热特性模拟和分析 .模拟了这个经多目标电特性优化了的互连结构在采用不同金属 (Cu或 Al)互连线及不同电介质 (Si O2 或低介电常数材料 xerogel)填充条件下的热分布情况 ,计算了这些条件下此互连结构的温度分布 .并将结果与 Stanford大学模拟的另一种五层金属布线结构的热特性结果进行了比较 .讨论了低介电常数材料的采用对于互连结构散热情况的影响 .此外 ,还简要地介绍了