铝互连线的电迁移问题及超深亚微米技术下的挑战

铝互连线的电迁移问题历来是微电子产业的研究热点，其面临的电迁移可靠性挑战也是芯片制造业最持久和最重要的挑战之一.从20世纪90年代开始，超深亚微米(特征尺寸≤0.18 μm)铝互连技术面临了更加复杂的电迁移可靠性问题.从电迁移理论出发，分析概括了铝互连电迁移问题的研究方法，总结了上世纪至今关于铝互连电迁移问题的主要经验；最后结合已知的结论和目前芯片制造业现状，分析了当前超深亚微米铝互连线电迁移可靠性挑战的原因和表现形式，提出了解决这些问题的总方向. 关键词： 电迁移 铝互连 微结构     

Effect of Hydrogen Implantation on SIMOX SOI Materials

Hydrogen ions were implanted into separation by implantation of oxygen (SIMOX) silicon-on-insulator (SOI) wafers near the oxygen-implantation-induced damage peak under different conditions of energy and dose. It was found that the implanted hydrogen ions not only accelerate the diffusion of oxygen atoms from the annealing ambience into the wafer but also cause an outward diffusion of oxygen atoms in the buried oxide (BOX) layer. Thus, greatly broadened buried oxygen-rich (BOR) layers were formed in our experiments, which are 18%-79% broader than the BOX layer of standard SIMOX SOI wafers under the same conditions of oxygen implantation. The mechanism was discussed. A potential low cost method to fabricate SIMOX SOI wafers is proposed.     

埋氧层注氮工艺对部分耗尽SOI nMOSFET特性的影响

研究了埋氧层中注氮后对制作出的部分耗尽SOInMOSFET的特性产生的影响.实验发现，与不注氮的SIMOX基片相比，由注氮SIMON基片制作的nMOSFET的电子迁移率降低了.且由最低注入剂量的SIMON基片制作的器件具有最低的迁移率.随注入剂量的增加，迁移率略有上升，并趋于饱和.分析认为，电子迁移率的降低是由于Si/SiO2界面的不平整造成的.实验还发现，随氮注入剂量的提高，nMOSFET的阈值电压往负向漂移.但是，对应最低注入剂量的器件阈值电压却大于用SIMOX基片制作出的器件.固定氧化物正电荷及界面陷阱密度的大小和分布的变化可能是导致阈值电压变化的主要因素.另外发现，用注氮基片制作出的部分耗尽SOInMOSFET的kink效应明显弱于用不注氮的SIMOX基片制作的器件. 关键词： SOI nMOSFET 氮注入 电子迁移率 阈值电压     

埋氧注氮工艺对部分耗尽SOI PMOSFET顶栅氧的辐射硬度的影响

研究了埋氧注氮对部分耗尽SOI PMOSFET顶栅氧的总剂量辐射硬度所造成的影响。注入埋氧的氮剂量分别是8×1015 , 2×1016 和1×1017cm-2。实验结果表明，辐照前，晶体管的阈值电压随氮注入剂量的增加向负方向漂移。在正2V的栅偏压下，经5×105 rad(Si)的总剂量辐照后，同埋氧未注氮的晶体管相比，埋氧注氮剂量为8×1015 cm-2的晶体管呈现出了较小的阈值电压漂移量。然而，当注氮剂量高达2×1016 和 1×1017cm-2时，所测大多数晶体管的顶栅氧却由于5×105 rad(Si)的总剂量辐照而受到了严重损伤。另外，对于顶栅氧严重受损的晶体管，其体-漏结也受到了损伤。所有的实验结果可通过氮注入过程中对顶硅的晶格损伤来解释。