吉规模集成电路互连工艺及设计(国际信息工程先进技术译丛)

本书特色

《吉规模集成电路互连工艺及设计》：国际半导体技术发展路线图（ITRS）预计到2011年将制造出吉规模集成电路（GSI）。即在单个芯片（die）上集成了多达10亿只晶体管。在这个集成10亿只晶体管的芯片上，由金属线构成的互连系统为每个晶体管提供电源、为锁存器和动态电路提供低偏差的同步时钟信号、并且在芯片内传输数据与控制信号。GSI电路采用多层互连网络，9至10个叠加的金属布线层将产生10亿亿个耦合电感与耦合电容，导致GSI互连系统的分析模型非常复杂，使得其设计复杂度也非常巨大。《吉规模集成电路互连工艺及设计》就阐述了21世纪GSI互连工艺与设计所面临的挑战及其带来的机遇。《吉规模集成电路互连工艺及设计》汇聚了来自佐治亚理工学院、麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等学术界研究成果，以及来自IBM公司T.J.Watson研究中心、LSILogic公司和SUN微系统公司等产业界研究成果。《吉规模集成电路互连工艺及设计》内容独特，涵盖了广泛的IC互连研究内容，下至IBM革命性的铜互连工艺，上至面向互连的计算机体系结构。权威学者在书中对互连工艺与设计技术进行了全方位、多视角的论述，有助于读者理解作为下一代半导体工业里程碑的吉规模集成电路的具体内涵。

节选

相关资料

插图：2.6.1 加工方法的变化虽然由铝铜刻蚀工艺到铜大马士革工艺的转换的确是一个革命，这个转换实际上只要对多芯片生产的加工环节进行一个小的改变就能得到。为了充分利用现有的设备实现这个转换，我们需要增加的设备仅仅是一个自动镀铜系统。这个转换同时使得目前一些现有的设备，如用于金属RIE、淀积一刻蚀二氧化硅等的设备，现在需要被淘汰。然而，虽然对加工设备的改变很小，我们需要花很大的功夫在现有的设备基础上开发新的工艺以提高铜互连生产的良率。例如，这是**次双大马士革工艺被用于多层互连生产，从而为了成功实现集成，我们需要克服大量的光刻和反应离子刻蚀带来的挑战。人们还需要解决一些加工问题，如将介质淀积工艺从填隙的应用变为平面层间介质的应用带来的问题。类似地，如我们在衬垫一节所讨论的，我们需要开发新的壁垒淀积工艺。另外，还需要花大量的努力来开发铜和衬垫抛光的技术，这样才能得到平面的互连。*后，很重要的是，我们需要认识到这些所有工艺的集成带来的挑战。深刻地了解这些工艺之间的相互作用，以及它们对*终互连中铜的微观结构，以及铜和周围衬垫和介质材料的界面带来的影响，对于得到一个高良率及高可靠性的铜互连是十分必要的。2.6.2 生产上的考虑对于一个低成本量产的工艺流程来说，关键是优化每个单步工艺。另外，将这些工艺集成起来生产一个高良率、高可靠性的芯片也是至关重要的。例如，如图2-9所示，通过适当的优化工艺化学过程的是可能实现无空洞无缝隙的单个互连的电镀结构的。

作者简介

作者：（美国）戴维思（Jeffrey A.Davis） （美国）迈恩（James D.Meindl） 译者：骆祖莹 叶佐昌 吕勇强 等