电子科大微电子工艺金属化[1]
电子科大微电子工艺练习题
已知线性－抛物线性模型为：t2ox＋Atox＝B(t + τ)。其中，tox 为硅片上生长的SiO2总的厚度(μm)；B为抛物线速率系数 (μm2/h)；B/A为线性速率系数(μm/h)；τ为生成初始氧化层 所用的时间(h)。假如硅片在初始状态时已有100nm的氧化层。 计算 (1) 在120分钟内，920℃水汽氧化过程中生长的SiO2的 厚度。(2) 在120分钟内水汽氧化中所消耗的硅的厚度是多少？ 已知：在920℃下，A=0.50μm，B=0.20μm2/h。 解：(1)初始状态时已有0.1μm的氧化层 初始时间τ ＝ ( t2ox + Atox ) / B = 0.3 h 120分钟氧化后，氧化硅总厚度：t2ox＋Atox＝B(t + τ)，t=2h， τ=0.3h代入，得tox=0.473um 120分钟氧化的SiO2厚度为：0.473-0.1=0.373um (2) 120分钟内水汽氧化中所消耗的硅的厚度 0.373 ×0.45＝0.168um
在P型〈100〉衬底硅片上，进行As离子注入，形成 P-N结二极管。已知衬底掺杂浓度为1×1016cm-3， 注入能量：100KEV，注入剂量：5.0E15cm-2，试 计算砷离子注入分布的最大掺杂浓度Nmax和注入 结深。 解：注入能量为100KEV时，△Rp值为207埃，Rp值 为582埃。 Nmax≈0.4φ／ △Rp=0.4×5.0×1015/（207×10-8） ≈9.66×1020 cm-3 Xj= Rp± △Rp［2ln（ Nmax/ NB）］1/2 20 / （1×1016）］｝ =582 ± 207 ×｛ 2ln ［ 9.66 × 10 1/2
练习题解答
课堂练习： 在RIE干法刻蚀系统中，用CF4刻蚀SiO2，已知 SiO2的总厚度为200nm，刻蚀条件不变，图1是刻 蚀4min后的剖面图、刻蚀掉SiO2的厚度为100nm， 图2是刻蚀10min后的剖面图，已产生了过刻蚀，刻 蚀掉硅的厚度为10nm，试计算SiO2的刻蚀速率、 Si的刻蚀速率以及刻蚀Si582+992=1574埃=157.4 nm
电子科技大学的王牌专业都有哪些
电子科技大学的王牌专业都有哪些电子科技大学的王牌专业国家级特色专业建设点：信息安全、通信工程、集成电路设计与集成系统、电子科学与技术、电子信息工程、测控技术与仪器、计算机科学与技术、信息显示与光电技术、网络工程、电磁场与无线技术、数学与应用数学、软件工程、新能源材料与器件、传感网技术世界一流学科建设学科(2个)：电子科学与技术、信息与通信工程国家重点(培育)学科(2个)：光学工程、计算机应用技术电子科技大学基本简介电子科技大学(University of Electronic Science and Technology of China)简称“电子科大”，坐落于有“天府之国”之称的成都市。
由中华人民共和国教育部直属，为教育部、工信部、四川省和成都市重点共建，位列首批“世界一流大学建设高校”、“211工程”、“985工程”，入选国家“2011计划”、“111计划”、“卓越工程师教育培养计划”，两电一邮成员，设有研究生院，是一所以电子信息科学技术为核心、以工为主，理工渗透，理、工、管、文协调发展的多科性研究型全国重点大学，被誉为“中国电子类院校的排头兵”。
电子科技大学原名成都电讯工程学院，，由交通大学(现上海交通大学、西安交通大学)、南京工学院(现东南大学)、华南工学院(现华南理工大学)的电讯工程有关专业合并创建而成。
1960年，被中央列为全国重点高等学校;1961年，被中央确定为七所国防工业院校之一。
1988年，更名为电子科技大学。
1997年，被确定为国家首批“211工程”建设的重点大学。
2000年，由原信息产业部主管划转为教育部主管。
2001年，进入国家“985工程”重点建设大学行列，2017年进入国家建设“世界一流大学”A类高校行列。
截至2018年7月，学校设有清水河、沙河、九里堤三个校区，占地面积5000余亩;设有23个学院(部)，66个本科专业;有各类全日制在读学生33000余人，其中博士、硕士研究生12000余人，有教职工3800余人，专任教师2300余人，两院院士11人。
微电子科学与工程介绍
微电子科学与工程介绍微电子科学与工程（Microelectronics Science and Engineering）是电子科学与技术的一个分支领域，主要研究和应用超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，VLSI）技术，以及其他微观尺度电子器件和电路的设计、制造和应用。
在微电子科学与工程中，最重要的研究方向之一是VLSI技术。
VLSI技术是通过将大量的电子器件（如晶体管）和电气结构集成到单块硅基底上，形成微型动态系统，实现电子产品的高度集成和微型化。
VLSI技术的发展使得计算机硬件和电子产品的性能不断提高，同时体积不断缩小，功耗也得到了有效控制。
另一个重要的研究方向是微电子器件和技术。
微电子器件是在微米尺度上制造的电子器件，如金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和双极晶体管。
微电子器件的研究旨在提高其性能和可靠性，实现更高的集成度和更低的功耗。
除了VLSI技术和微电子器件，微电子科学与工程还涉及到封装技术、测试技术和可靠性研究等方面。
封装技术是将芯片与外部世界连接的过程，包括封装材料的选择、封装方法的设计等。
测试技术是为了确保微电子器件和电路的正常工作而进行的相关测试和验证。
可靠性研究则是为了提高电子产品的寿命和稳定性，减少故障率，以及改进制造工艺和质量控制方法。
微电子科学与工程在现代社会中起着重要作用。
它推动了信息技术的发展，为人们提供了更加便捷和高效的通信手段。
同时，它也促进了医疗设备和科研仪器的进步，为医疗行业和科学研究提供了更好的支持。
此外，微电子科学与工程还为智能电子设备和物联网的快速发展做出了重要贡献。
总之，微电子科学与工程是一门涉及到集成电路、微电子器件和相关技术的学科，其研究和应用有助于推动现代电子技术的发展，并且在信息技术、通信技术、医疗技术和智能电子设备等领域有着广泛的应用。
关于西安电子科技大学微电子考研方向
西电的2012级微电子学院的招生简章070205 凝聚态物理（招生人数4人）：方向：03 宽禁带半导体材料和器件物理：汤晓燕副教授04 纳米材料的制备工艺与性能分析：李德昌教授05 硅基半导体材料与器件物理、铁电材料与物理：戴显英教授06 新型半导体材料与器件物理：柴常春教授07 材料模拟与设计、超硬材料、稀磁半导体：魏群副教授考试科目：①101思想政治理论②201英语③602高等数学（不含线性代数和概率论）④872普通物理（不含力学）复试科目（二选一）：9111微电子技术概论9112固体物理080804 电力电子与电力传动（招生人数8人）：方向：05 功率器件与集成电路：李跃进教授08 电力电子智能控制技术：宣荣喜教授09 电力电子集成技术：胡辉勇教授10 功率器件与电路应用：吕红亮教授11 高频电源、特种电源、电频调速技术：明正峰教授考试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④843自动控制原理（古典控制）复试科目（二选一）：9111 微电子技术概论9113模拟电子技术基础080903 微电子学与固体电子学（招生人数105人）：方向：01 新型半导体器件和VLSI可靠性：郝跃教授03 微电路系统芯片设计与可靠性：庄奕琪教授04 集成电路设计与VLSI技术：杨银堂教授08 半导体器件与电路计算机模拟：张玉明教授09 VLSI技术与可靠性、新型材料与器件：柴常春教授10 VLSI与高密度集成技术：李跃进教授12 新型半导体器件与集成电路技术：戴显英教授14 新型半导体器件和VLSI可靠性：刘红侠教授17 VLSI设计方法学：马佩军副教授18 VLSI系统设计和半导体集成电路工艺技术：刘毅副教授19 SOC设计方法学：王俊平教授20 VLSI设计与可制造性研究：赵天绪教授21 微波功率半导体器件：刘英坤教授22 宽禁带半导体材料和器件：张进成教授23 VLSI器件模型及仿真：吕红亮教授24 混合信号集成电路设计：朱樟明教授25 新型半导体材料、器件与集成：贾护军副教授26 宽禁带半导体物理与器件：杨林安教授28 高速半导体器件与集成电路技术：胡辉勇教授29 宽禁带新型电子器件和光电器件：冯倩副教授32 微电路可靠性：包军林副教授33 集成电路设计与新型半导体器件：高海霞副教授34 宽禁带半导体材料和器件的研究：汤晓燕副教授35 系统集成技术及集成电路设计方法学：董刚副教授36 MEMS技术：娄利飞副教授37 VLSI技术与VLSI可靠性：吴振宇副教授38 宽禁带半导体材料与器件：张金风副教授39 宽禁带半导体材料与器件：郭辉副教授40 大规模混合信号集成电路设计及高层次模型：刘帘曦副教授41 高速半导体器件与集成电路技术：舒斌副教授42 集成电路可靠性与制造过程控制、评价技术：游海龙副教授43 新型半导体材料与器件：张军琴副教授44 混合信号集成电路、可重构系统、SoC设计：赖睿副教授45 超低功耗射频混合信号集成电路设计方法学：李小明副教授46 宽禁带半导体工艺与新型器件结构：王冲副教授考试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④801 半导体物理、器件物理与集成电路（半导体物理60%，MOS器件物理20%，数字集成电路20%）复试科目（三选一）：9113模拟电子技术基础9114半导体器件物理9115半导体集成电路080920 集成电路系统设计（招生人数19人）：方向：01 SOC设计与设计方法学：郝跃教授02 通信与功率系统集成：庄奕琪教授03 混合信号电路与系统芯片设计：杨银堂教授04 射频集成电路设计：张玉明教授06 模拟集成电路设计：柴常春教授07 高速半导体器件与集成电路设计技术：刘红侠教授08 VLSI系统及设计研究：马佩军副教授09 VLSI设计及高速集成电路设计方法学：刘毅副教授10 集成电路设计方法与物理实现技术：史江义副教授考试科目：①101思想政治理论②201英语一②201英语一④801 半导体物理、器件物理与集成电路（半导体物理60%，MOS器件物理20%，数字集成电路20%）复试科目（三选一）：9113模拟电子技术基础9114半导体器件物理9115半导体集成电路085209 集成电路工程（招生人数45人）：方向：02 SOC与混合信号集成电路设计：杨银堂教授03 通信与射频集成电路设计：庄奕琪教授04 高速集成电路设计：张玉明教授05 模拟与混合集成电路设计：刘红侠教授06 模拟与混合集成电路设计：柴常春教授07 高密度系统集成技术：李跃进教授08 新型半导体器件与集成电路技术：戴显英教授09 模拟集成电路及SOC设计方法学：朱樟明教授10 电路设计与系统集成：宣荣喜教授11 毫米波与太赫兹功能电路设计：杨林安教授12 VLSI系统设计：马佩军副教授13 超大规模数字集成电路设计：刘毅副教授14 宽禁带半导体功率器件与电路设计：张进成教授15 模拟与混合集成电路设计：吕红亮教授16 VLSI设计与制造：贾护军副教授17 系统集成技术及集成电路设计方法学：董刚副教授18 高速半导体集成电路设计与制造：胡辉勇教授19 新型微波功率与光电集成电路设计：冯倩副教授21 集成电路封装设计：包军林副教授22 超大规模集成电路与功率器件设计：高海霞副教授23 VLSI设计方法学：汤晓燕副教授24 MEMS设计与制造技术：娄利飞副教授25 VLSI技术与可靠性：吴振宇副教授26 SOC设计与物理实现技术：史江义副教授28 新型半导体器件与集成电路设计：郭辉副教授29 大规模混合信号集成电路设计：刘帘曦副教授30 高速半导体集成电路设计与制造：舒斌副教授31 集成电路设计与质量可靠性保证技术：游海龙副教授32 新型半导体器件与电路设计：张军琴副教授33 大规模集成电路设计：蔡觉平教授34 混合信号IC、可重构系统、SoC设计：赖睿副教授35 功率与射频集成电路设计：李小明副教授考试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④802 集成电路与器件物理、半导体物理（数字集成电路40%，MOS器件物理40%，半导体物理20%复试科目（三选一）：9111微电子技术理论9113模拟电子技术基础9115半导体集成电路085212 软件工程（招生人数80人）：本领域所有考试科目均为全国统考方向：01 嵌入式系统设计：IC导师组一02 数字集成电路设计：IC导师组二03 射频与通信芯片设计：IC导师组三04 混合信号集成技术：IC导师组四考试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④408计算机学科专业基础综合（数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络) 复试科目（三选一）：9111 微电子技术概论9113模拟电子技术基础9115 半导体集成电路参考书目：801 半导体物理、器件物理与集成电路：《半导体物理学》刘恩科国防工业出版社2005《半导体物理与器件》（三版）赵毅强等译电子工业出版社2005《数字集成电路—电路、系统与设计》（二版）周润德等译电子工业出版社2004 802 集成电路与器件物理、半导体物理：《半导体物理学》刘恩科国防工业出版社2005《半导体物理与器件》（三版）赵毅强等译电子工业出版社2005《数字集成电路—电路、系统与设计》（二版）周润德等译电子工业出版社2004 843 自动控制原理：《自动控制原理》吴麒等编清华大学出版社9111微电子技术概论：《微电子概论》郝跃高等教育出版社 20039112固体物理：《固体物理学》黄昆著韩汝琪编高等教育出版社 20059113模拟电子技术基础《模拟电子技术基础》孙肖子西电科大出版社20089114半导体器件物理《半导体物理与器件》赵毅强等译电子工业出版社20059115半导体集成电路《半导体集成电路》朱正涌清华大学出版社2000。
电子科大微电子工艺(第五章)光刻工艺
Example Viper defect clips
p
Hot Plate
Spin Station
光刻机
Track Robot
Developer dispenser
Hot Plate
Track
思考题： 如果使用了不正确型号的光刻胶进行光刻 会出现什么情况？
5.3 光学光刻
光学光刻是不断缩小芯片特征尺寸的主要限制因 素。 光源 光的能量能满足激活光刻胶，成功实现图形转移 的要求。光刻典型的曝光光源是紫外（UV ultraviolet）光源以及深紫外（DUV）光源、极 紫外（EUV）光源。 1.高压汞灯 2.准分子激光
美国的gca日本的canonnikon及荷兰的asml用较小的透镜尺寸获得较大的曝光场从而获得较大的芯片尺寸扫描过程调节聚焦透镜缺陷硅片平整度变化自动补偿步进扫描光刻机系统工作过程nsr2005i9c型nikon光刻机步进式序号性能参数参数要求分辨率045m焦深07m套刻精度110nm最大曝光面积2020mm曝光光强600mwcmnsr2005i9c型nikon光刻机主要性能指标nsr2005i9c型nikon光刻机光刻关键尺寸sem照片1nsr2005i9c型nikon光刻机光刻关键尺寸sem照片255硅片平坦化cmp减小表面的凹凸度显出边缘的相移层阻挡层1111硅片上光强上电场硅片上电场相移掩膜技术psm光学邻近修正级次衍射级次衍射针孔掩膜投影光学系统wafer离轴照明极紫外光刻技术示意图步进扫描承步进扫描4倍反射投影掩膜版大功率激光靶材料euv等离子多层涂层镜投影掩膜版的14图形真空腔电子束步进扫描静电透镜系统4
平均曝光 干涉增强 强度 过曝光 干涉相消 欠曝光
光刻胶表面
/nPR
衬底表面
微电子工艺流程(PDF 44页)
20、电极多晶硅的淀积
• 利用低压化学气相沉积（LPCVD ） 技 术在晶圆表面沉积多晶硅，以做为连接 导线的电极。
华中科技大学电子科学与技术系
21、电极掩膜的形成
• 涂布光刻胶在晶圆上，再利用光刻技术 将电极的区域定义出来。
华中科技大学电子科学与技术系
22、活性离子刻蚀
晶格排列。退火就是利
用热能来消除晶圆中晶
格缺陷和内应力，以恢
复晶格的完整性。同时
使注入的掺杂原子扩散
到硅原子的替代位置，
使掺杂元素产生电特
性。
华中科技大学电子科学与技术系
11、去除二氧化硅
• 利用湿法刻蚀方法去除晶圆表面的二氧化 硅。
华中科技大学电子科学与技术系
12、前置氧化
• 利用热氧化法在晶圆上形成一层薄的氧 化层，以减轻后续氮化硅沉积工艺所产 生的应力。
• 利用活性离子刻蚀技术刻蚀出多晶硅电 极结构，再将表面的光刻胶去除。
华中科技大学电子科学与技术系
23、热氧化
• 利用氧化技术，在晶圆表面形成一层氧 化层。
华中科技大学电子科学与技术系
24、NMOS源极和漏极形成
• 涂布光刻胶后，利用光刻技术形成NMOS源极与漏极 区域的屏蔽，再利用离子注入技术将砷元素注入源极 与漏极区域，而后将晶圆表面的光刻胶去除。
1. 洁净室和清洗 2. 氧化和化学气相淀积 3. 光刻和腐蚀 4. 扩散和离子注入 5. 金属连接和平面化 三. 标准CMOS工艺流程
华中科技大学电子科学与技术系
1、初始清洗
• 初始清洗就是将晶圆放入清洗槽中，利用化学或物理的 方法将在晶圆表面的尘粒或杂质去除，防止这些杂初始 清洗就是将晶圆放入清洗槽中，利用化学或物理的方法 将在晶圆表面的尘粒或杂质去除，防止这些杂质尘 粒， 对后续的工艺造成影响，使得器件无法正常工作。
微电子科学与工程专业简介微电子科学专业就是不能选吗
微电子科学与工程专业简介_微电子科学专业就是不能选吗微电子科学与工程专业简介微电子科学与工程专业是理工兼容、互补的专业，主要研究半导体器件物理、功能电子材料、固体电子器件，超大规模集成电路(ULSI)的设计与制造技术、微机械电子系统以及计算机辅助设计制造技术等;要求学生具有扎实的数学、物理基础知识和良好的外语应用能力;掌握各种固体电子器件和集成电路的基本原理，掌握新型微电子器件和集成电路分析、设计、制造的基本理论和方法;具备该专业良好的实验技能;了解微电子技术领域的发展动态和前沿理论与技术;具有良好的科学素养和创新能力;善于自学，不断更新知识;具有一定的外语水平，能借助工具书阅读该专业外文资料。
微电子科学与工程专业有哪些好处微电子科学与工程专业有以下一些好处：前景广阔的行业：微电子科学与工程是一个快速发展的行业，与电子技术、信息技术和通信技术密切相关。
随着科技的进步和社会的数字化转型，微电子科学与工程专业毕业生有很多就业机会。
技术领先和创新性：微电子科学与工程专业涉及微电子器件的制造、集成电路设计、芯片工艺、半导体材料等方面的研究和应用。
学生可以接触到最前沿的科技和技术，参与创新性的研究和项目，培养科技创新的能力。
多学科交叉融合：微电子科学与工程专业涉及多个学科领域，如物理学、电子工程、材料科学等。
毕业生可以获得广泛的知识和技能，在多领域进行工作和研究。
工作岗位丰富：微电子科学与工程专业毕业生可以在电子、通信、半导体等相关行业就业，从事集成电路设计、芯片制造、通信设备研发、半导体材料研究等方面的工作。
同时，也可以在科研机构、高校等进行科研和教学工作。
为什么要选择微电子科学与工程技术需求和发展迅速：微电子科学与工程是一个高度需要技术人才的领域，随着科技的发展和社会对高性能电子产品的需求增加，相关专业人才的需求也在不断增加。
职业发展空间广阔：微电子科学与工程专业毕业生可以在电子、通信、半导体等行业中找到丰富的就业机会。
电子科大微机电系统(MEMS)概论课件 第一章
力学
流体
声学
传热学 光学
MEMS
电/磁学
生物学
化学
量子力学
一、MEMS的形成与发展
1、MEMS的形成基础
与机械电子学的关系
• 基本组成相同 • 不是简单的提升
定子
转子
扭矩传 递齿轮
LIGA工艺生成的微马达
MEMS系统框图
MEMS的组成要素：微型传感器、微执行器、信号处理控制电路、通 信系统、微电子电源
Electron Devices ED-35
724–30
旋转式静电微电机 Rotary Electrostatic Micromotor
Fan Long-Shen, Tai Yu-Chong and
Muller R S 1989 IC-processed
Aelcetcutarotostrasti2c0m4i1c–r7omotors Sensors
阻量 ＝势能变化 / 速度、电流或流量的变化 容量 ＝质量或位移变化/ 势能变化 惯量 ＝势能变化/ 流量（速度或电流）每秒的变化
三、MEMS的制造方法概述
MEMS与IC工艺追求不同 • 从二维到“假三维” 、 “真三维” • 以IC平台发展起来为主，非IC工艺日渐丰富
三、MEMS的制造方法概述
5)IC器件主要是电信号，而MEMS器件有机械、光、电、多种信号；
6)IC主要是表面加工工艺，而MEMS有多种加工工艺；
7)IC主要是半导体材料，而MEMS有多种加工材料。
机械学 机械功能
(输入/输出 )
•“系统Systems”——结构,设备,系统水平
MEMS——21世纪微型化的前沿技术
2、MEMS的特点
微型机械 VS 普通机械
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电子科大微电子工艺金属化[1]
n 现代集成电路对金属膜的要求 1. 电阻率低：能传导高电流密度 2. 粘附性好：能够粘附下层衬底实现很好的电连接，
半导体与金属连接时接触电阻低
3. 易于淀积：容易成膜 4. 易于图形化：对下层衬底有很高的选择比，易于平
n 集成电路金属化技术常用金属的熔点和电阻率
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n 金属化工艺 物理气相淀积（PVD） 化学气相淀积（CVD）
n 金属淀积系统 1. 蒸发 2. 溅射 3. 金属CVD 4. 铜电镀
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7.2 金属化技术
n铝 n 铝的优点 1. 电阻率低（2.65μΩ•cm） 2. 与硅和二氧化硅的粘附性好 3. 与高掺杂的硅和多晶硅有很好的欧姆接触（合金
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•接触孔
•金属化连接 电子科大微电子工艺金属化[1]
n 芯片金属化技术术语
1. 互连指导电材料如铝、多晶硅或铜制成的连线用以 传输电信号
2. 接触是指硅芯片内的器件与第一金属层之间在硅表 面的连接
3. 通孔是穿过各层介质层从某一金属层到相邻的另一 金属层形成电通路的开口
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•电迁徙
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集成度不断提高、关键尺寸不断减 小、电路性能不断增强，在现代先进的IC制造技术 中采用了铜互连技术。在深亚微米技术中铜互连将 取代铝互连，一个重要的原因就是减小金属线的寄 生电阻和相邻金属线间的寄生电容以减小RC延迟 提高电路速度。
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电子科大微电子工艺金属化[1]
n 结穿通现象在纯铝和硅的界面加热合金化过程中 （通常450～500℃） ，硅将开始溶解在铝中直到它 在铝中的浓度达到0.5％为止，硅在铝中的溶解消耗 硅且由于硅界面的情况不同，就在硅中形成空洞造 成PN穿通现象的发生。结穿通引起PN结短路。
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n 铜的缺点
1. 不能干法刻蚀铜 2. 铜在硅和二氧化硅中扩散很快，芯片中的铜杂质
沾
污使电路性能变坏
3. 抗腐蚀性能差，在低于200℃的空气中不断被氧化 n 克服铜缺点的措施
1. 采用大马士革工艺回避干法刻蚀铜 2. 用金属钨做第一层金属解决了电路底层器件的铜
电子科大微电子工艺金 属化
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2020/11/28
电子科大微电子工艺金属化[1]
7.1 引 言
金属化是芯片制造过程中在绝缘介质膜上淀积金属 膜以及随后刻印图形以便形成互连金属线和集成电 路的孔填充塞的过程。金属化是化学气相淀积、溅 射、光刻、刻蚀、化学机械平坦化等单项工艺的工 艺集成。
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n 先进的45nm工艺的集成电路中互连线最细线宽 45nm，而互连总长度达到5公里量级！
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n 电路中互连引入的延迟超过了器件延迟，互连成 了限制集成电路速度的主要因素。
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n 传统布线工艺 与双大马士革工艺的差别
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n 双大马士革铜金属化工艺流程
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电子科大微电子工艺金属化[1]
n 铜的优点 1. 电阻率更低（1.678μΩ•cm）使相同线宽传导的
电流大 2. 降低动态功耗：由于RC延迟减小 3. 更高的集成度：由于线宽减小 4. 可靠性高：有良好的抗电迁徙性能 5. 更少的工艺步骤：采用大马士革方法，减少20％～
30％ 6. 易于淀积（铜CVD、电镀铜） 7. 铜的成本低
坦化
5. 可靠性高：延展性好、抗电迁徙能力强 6. 抗腐蚀性能好 7. 应力低：机械应力低减小硅片的翘曲，避免金属线
断裂、空洞。
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n 集成电路金属化技术常用的金属种类 铝 铝铜合金 铜 阻挡层金属 硅化物 金属填充塞
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电子科大微电子工艺金属化[1]
金属原子的消耗和堆积现象的发生，这种现象称
为电迁徙现象。
电迁徙现象会造成金属线开路、两条邻近
的金属线短路。
纯铝布线在大电流密度工作时，最容易发
生电迁徙现象。
n 控制纯铝电迁徙现象的办法是采用铝－铜（0.5~4%） 合金替代纯铝
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n 电迁徙现象的SEM照片
n 阻挡层金属
阻挡层金属的作用
1. 提高欧姆接触的可靠性； 2. 消除浅结材料扩散或结尖刺； 3. 阻挡金属的扩散（如铜扩散） 阻挡层金属的基本特性
1. 有很好的阻挡扩散特性 2. 低电阻率具有很低的欧姆接触电阻 3. 与半导体和金属的粘附性好，接触良好 4. 抗电迁徙 5. 膜很薄且高温下稳定性好 6. 抗腐蚀和氧化
化温度450～500℃） 4. 易于淀积成膜 5. 易于光刻和刻蚀形成微引线图形
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电子科大微电子工艺金属化[1]
6. 抗腐蚀性能好，因为铝表面总是有一层抗腐蚀性 好的氧化层（Al2O3）
7. 铝的成本低
n 铝的缺点 1. 纯铝与硅的合金化接触易产生PN结的穿通现象 2. 会出现电迁徙现象
沾污
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电子科大微电子工艺金属化[1]
n 大马士革工艺 n 大马士革是叙利亚的一个城市名，早期大马士革的
一位艺术家发明了在金银首饰上镶嵌珠宝的工艺， 该工艺被命名为大马士革。集成电路的铜布线技术 和大马士革工艺相似。
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电子科大微电子工艺金属化[1]
n 传统Al布线工艺与大马士革Cu工艺的差别
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n 解决结穿刺问题的方法：
1. 采用铝－硅（1~2%）合金或铝－硅（1~2%）－ 铜（2~4%）合金替代纯铝；
2. 引入阻挡层金属化以抑制硅扩散。
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电子科大微电子工艺金属化[1]
电迁徙现象当金属线流过大电流密度的电流时，
电子和金属原子的碰撞引起金属原子的移动导致