博士论文开题报告-文献综述

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毕业论文开题报告文献综述与研究现状分析

毕业论文开题报告文献综述与研究现状分析

毕业论文开题报告文献综述与研究现状分析一、引言随着社会的不断发展和科技的日益进步,教育领域也在不断改革和完善。

毕业论文作为高等教育的重要组成部分,其质量直接关系到学生的学术成果和未来的职业发展。

因此做好毕业论文的开题报告工作,对于提高毕业论文质量具有重要意义。

在撰写开题报告时,文献综述与研究现状分析是不可或缺的部分。

通过对相关文献的梳理和分析,可以了解研究领域的总体趋势、研究热点和存在的问题,从而为选题提供有力的依据。

同时也可以借鉴前人的研究成果和方法,为自己的研究提供有益的参考。

二、文献综述近年来随着教育研究的不断深入,越来越多的学者开始关注毕业论文的质量提升问题。

从已有的文献来看,关于毕业论文质量提升的研究主要集中在以下几个方面:1. 影响毕业论文质量的因素分析:许多学者通过实证研究发现,教师素质、学生能力、课程设置、管理体制等都是影响毕业论文质量的重要因素。

例如有研究表明,教师的教学水平和对学生的指导力度对毕业论文质量具有显著影响。

2. 提高毕业论文质量的策略研究:针对上述影响因素,学者们提出了各种提高毕业论文质量的策略。

例如有学者提出加强教师队伍建设、提高学生科研能力、优化课程设置、加强过程管理等措施。

3. 毕业论文质量评估体系研究:为了科学、客观地评价毕业论文质量,一些学者致力于构建完善的评估体系。

这些评估体系包括论文选题、研究方法、成果展示等方面的规定和要求。

三、研究现状分析目前关于毕业论文质量提升的研究已经取得了一定的成果,但仍存在一些问题和不足。

具体表现在以下几个方面:1. 研究视角有限:现有研究往往从单一角度出发,缺乏多维度的分析和探讨。

例如有些研究只关注教师或学生的因素,而忽略了其他可能的影响因素;有些研究只关注提高毕业论文质量的策略,而忽视了评估体系的重要性。

2. 缺乏实证数据支持:现有研究在论证过程中往往缺乏充分的实证数据支持。

虽然一些学者通过问卷调查、访谈等方式收集了一些数据,但这些数据往往不够全面和深入,无法为研究结论提供有力的支撑。

博士开题文献综述范文

博士开题文献综述范文

博士开题文献综述范文一、引言。

随着信息技术的飞速发展,人工智能(Artificial Intelligence,AI)已经逐渐渗透到各个行业,医疗领域也不例外。

人工智能在医疗中的应用为提高医疗效率、改善医疗质量、辅助疾病诊断和治疗等方面带来了前所未有的机遇。

本文献综述旨在梳理人工智能在医疗领域应用的研究现状、发展趋势、面临的挑战以及可能的解决方案。

二、人工智能在医疗领域的应用现状。

1. 疾病诊断。

深度学习算法,尤其是卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN),在医学影像诊断方面取得了显著成果。

例如,在X光、CT、MRI等影像数据的分析中,能够识别多种疾病,如肺癌、乳腺癌等[1]。

通过大量的影像数据进行训练,这些模型可以学习到疾病特征的模式,从而对新的影像进行准确分类。

自然语言处理(Natural Language Processing,NLP)技术在电子病历分析中发挥着重要作用。

它可以从病历文本中提取关键信息,如症状、疾病史、用药情况等,辅助医生进行疾病诊断。

一些研究还利用NLP技术对临床笔记进行挖掘,以发现潜在的疾病关联[2]。

2. 药物研发。

人工智能通过对海量的生物医学数据(包括基因数据、蛋白质结构数据等)进行分析,可以预测药物的活性、药物靶标相互作用等。

例如,利用机器学习算法构建的预测模型能够加速药物筛选过程,提高研发效率[3]。

虚拟药物筛选是人工智能在药物研发中的一个重要应用方向。

通过计算机模拟药物分子与靶标蛋白的结合情况,减少了传统实验筛选中需要合成和测试的化合物数量,节省了时间和成本[4]。

3. 医疗机器人。

手术机器人是医疗机器人的典型代表,如达芬奇手术机器人。

它利用精密的机械臂和高清的成像系统,为外科医生提供更精准的操作,减少手术创伤,提高手术成功率[5]。

康复机器人也在逐渐普及,能够根据患者的康复需求提供个性化的康复训练方案,通过传感器监测患者的运动状态并及时调整训练参数[6]。

开题报告文献综述怎么写

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开题报告文献综述是对已有的研究文献进行梳理和总结,以帮助研究者了解该研究领域的研究现状和前沿问题。

撰写开题报告文献综述时,可以按照以下步骤:
1. 研究领域的背景和重要性(100字左右):首先简要介绍研究领域的背景和重要性,说明该领域在学术、实践或社会方面的作用和意义。

2. 相关概念和术语的定义(150字左右):对于该研究领域中的关键概念和术语进行定义和解释,确保读者能够理解后续文献综述的内容。

3. 国内外研究现状的综述(400字左右):对该研究领域的国内外研究现状进行综述。

可以按时间或主题进行分类,逐步介绍近年来国内外学者在该领域的研究动态、研究内容以及研究方法,并指出各研究成果的优缺点。

4. 存在的问题和研究缺口(50字左右):分析当前研究现状中存在的问题和研究缺口,说明已有研究的不足之处和需要进一步探索的方向。

5. 文献综述的结论(0字):对文献综述进行总结,可以指出整个领域可能存在的发展趋势和未来研究的方向。

总的来说,开题报告文献综述应该简洁明了地介绍研究领域的背景和重要性,对关键概念进行定义,详细综述国内外研究现
状,并指出存在的问题和研究缺口,以及未来研究的方向。

700字的篇幅可以较为全面地综述研究领域的相关文献,并展示自己对该领域的了解和把握,为后续研究提供基础和依据。

毕业论文开题报告文献综述及研究现状分析

毕业论文开题报告文献综述及研究现状分析

毕业论文开题报告文献综述及研究现状分析一、引言在当今社会,随着教育水平的不断提高,越来越多的学生选择深造,攻读研究生学位。

而毕业论文作为研究生阶段的重要学术成果,对于学生的综合能力和学术水平有着重要的检验作用。

本文旨在对毕业论文开题报告中的文献综述及研究现状进行分析,以期为研究生撰写开题报告提供参考和指导。

二、文献综述文献综述是毕业论文开题报告中不可或缺的部分,通过对相关文献的梳理和总结,可以帮助研究生更好地把握研究方向,明确研究目的和意义。

在进行文献综述时,研究生应该注重以下几个方面的内容:1. 国内外研究现状:首先,需要对国内外相关领域的研究现状进行梳理和总结,了解该领域的研究热点和难点,明确自己的研究定位。

2. 研究历史回顾:其次,可以对该领域的研究历史进行回顾,了解该领域的发展脉络和研究进展,为自己的研究提供历史参考。

3. 研究方法和技术:还可以对该领域常用的研究方法和技术进行介绍和评价,选择适合自己研究的方法和技术。

4. 研究成果和不足:最后,需要对相关文献中的研究成果和不足进行评价和总结,为自己的研究提供借鉴和启示。

通过以上几个方面的内容,研究生可以全面系统地展现该领域的研究现状,为自己的研究提供理论支持和实践指导。

三、研究现状分析在文献综述的基础上,研究生还需要对研究现状进行深入分析,揭示该领域存在的问题和挑战,为自己的研究提供切入点和突破口。

在进行研究现状分析时,可以从以下几个方面展开:1. 研究热点和趋势:首先,需要分析该领域的研究热点和趋势,了解当前学术界和产业界对该领域的关注点和发展方向。

2. 存在问题和挑战:其次,可以分析该领域存在的问题和挑战,探讨当前研究中存在的不足和局限性,为自己的研究提供创新点和突破口。

3. 发展前景和机遇:还可以分析该领域的发展前景和机遇,探讨未来可能的研究方向和应用领域,为自己的研究提供发展方向和战略规划。

通过对研究现状的深入分析,研究生可以更好地把握研究方向和目标,明确研究意义和价值,为自己的毕业论文研究奠定坚实的基础。

开题报告文献综述怎么写万能模板

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开题报告文献综述怎么写万能模板1. 引言(200字左右)开题报告是研究生科研工作的重要组成部分,其中文献综述是必不可少的部分。

文献综述是对已有研究成果的总结和评价,为了进行科学的研究工作,充分了解和掌握相关领域的研究现状十分重要。

本文旨在提供开题报告文献综述的万能模板,帮助研究生更好地撰写文献综述部分,确保报告的准确性和规范性。

2. 文献综述方法在书写文献综述之前,我们需要掌握以下方法和步骤:1.选题范围确定:明确研究对象和研究领域,确定文献综述的范围。

2.文献搜索:利用学术搜索引擎和数据库获取相关文献信息,使用适当的关键词进行检索。

3.文献筛选:根据文献的标题、摘要和关键词等信息,筛选出与研究课题相关的文献。

4.文献阅读与理解:仔细阅读选取的文献,了解研究方向、研究方法和研究结果等内容。

5.文献整理与总结:将阅读过的文献进行整理和总结,归纳出各个方面的研究进展和不足之处。

6.综述撰写:根据文献整理和总结的结果,进行综述的撰写。

包括综述的结构、内容及逻辑的安排等。

3. 文献综述的结构文献综述的结构是一个清晰而有序的逻辑框架,可按照以下格式进行组织:3.1. 引言简要介绍研究领域的背景和意义,概括当前研究的发展状况,并明确本文献综述的目的和意义。

3.2. 关键概念和定义对于研究课题中的关键概念进行定义和解释,确保读者对相关术语的理解一致。

3.3. 相关研究综述对于国内外相关研究的综述,可以按时间顺序或主题相近的方式进行组织。

重点介绍各个研究的方法、结果和不足之处,指出自己的研究与之有何不同和亮点。

3.4. 研究的意义和创新点明确研究课题对学术研究和实际应用具有的重要意义,论述自己的研究在理论扩展和实际应用方面的创新点。

3.5. 研究的目标和研究问题明确研究的目标和研究问题,引出后续论述。

4. 注意事项在撰写开题报告文献综述时,需要注意以下几点:1.准确引用文献:对引用的文献进行准确的标注和引用,避免抄袭和知识产权纠纷。

开题报告 文献综述万能模板

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开题报告文献综述万能模板以下是一个开题报告文献综述的万能模板,供您参考:
一、引言
1.介绍研究背景和意义
2.提出研究问题
3.阐述研究目的和意义
二、文献综述
1.国内外研究现状
a. 国内外相关研究综述
b. 研究现状的优缺点分析
2.相关理论或模型
a. 介绍相关理论或模型
b. 分析相关理论或模型在本研究中的应用
3.研究方法与技术
a. 介绍本研究采用的研究方法和技术
b. 分析这些方法和技术在本研究中的适用性和优势
4.已有研究成果
a. 综述已有研究成果
b. 分析已有研究成果对本研究的启示和贡献
5.研究空白与不足
a. 分析已有研究中存在的空白和不足
b. 提出本研究的创新点和突破方向
三、研究方法与技术
1.研究设计
a. 描述本研究的研究设计和方法
b. 分析研究设计的合理性和可行性
2.数据采集与处理
a. 描述数据采集的方式和处理方法
b. 分析数据采集和处理方法的可靠性和有效性
3.数据分析方法
a. 描述数据分析的方法和技术
b. 分析数据分析方法的适用性和优势
4.技术路线图
a. 绘制技术路线图,展示本研究的技术流程和关键步骤
b. 分析技术路线图的合理性和可行性
四、预期研究结果与贡献
1.预期研究结果
a. 描述预期的研究结果和创新点
b. 分析预期结果的可靠性和意义
2.预期贡献
a. 分析本研究对理论和实践的贡献
b. 提出本研究的推广和应用前景
3.研究计划与时间表
a. 制定详细的研究计划和时间表
b. 分析计划和时间表的合理性和可行性。

博士论文开题报告文献综述怎么写

博士论文开题报告文献综述怎么写博士论文开题报告文献综述怎么写首先需要将“文献综述(literaturereview)”与“背景描述(backupgrounddescription)”区分开来。

我们在选择研究问题的时候,需要了解该问题产生的背景和来龙去脉,如“中国半导体产业的发展历程”、“国外政府发展半导体产业的政策和问题”等等,这些内容属于“背景描述”,关注的是现实层面的问题,严格讲不是“文献综述”,关注的是现实层面问题,严格讲不是“文献综述”。

“文献综述”是对学术观点和理论方法的整理。

其次,文献综述是评论性的(review就是“评论”的意思),因此要带着作者本人批判的眼光(criticalthinking)来归纳和评论文献,而不仅仅是相关领域学术研究的“堆砌”。

评论的主线,要按照问题展开,也就是说,别的学者是如何看待和解决你提出的问题的,他们的方法和理论是否有什么缺陷?要是别的学者已经很完美地解决了你提出的问题,那就没有重复研究的必要了。

清楚了文献综述的意涵,现来说说怎么做文献综述。

虽说,尽可能广泛地收集资料是负责任的研究态度,但如果缺乏标准,就极易将人引入文献的泥沼。

技巧一:要按照问题来组织文献综述。

看过一些文献以后,我们有很强烈的愿望要把自己看到的东西都陈述出来,像“竹筒倒豆子”一样,洋洋洒洒,蔚为壮观。

仿佛一定要向读者证明自己劳苦功高。

我写过十多万字的文献综述,后来发觉真正有意义的不过数千字。

文献综述就像是在文献的丛林中开辟道路,这条道路本来就是要指向我们所要解决的问题,当然是直线距离最短、最省事,但是一路上风景颇多,迷恋风景的人便往往绕行于迤逦的丛林中,反面“乱花渐欲迷人眼”,“曲径通幽”不知所终了。

因此,在做文献综述时,头脑时刻要清醒:我要解决什么问题,人家是怎么解决问题的,说的有没有道理,就行了。

技巧二:瞄准主流。

主流文献,如该领域的核心期刊、经典著作、专职部门的研究报告、重要化合物的观点和论述等,是做文献综述的“必修课”。

论文开题报告中的文献综述怎么写

论文开题报告中的文献综述怎么写1. 引言论文开题报告是学术研究的重要一步,其中的文献综述是论文开题报告的重要组成部分,其目的是介绍和分析已有文献中与研究主题相关的研究成果和观点。

文献综述能够帮助研究者了解研究领域的现状,确定研究的理论基础和研究问题的独特性。

本文将介绍论文开题报告中文献综述的写作方法和结构。

2. 文献综述的作用文献综述的目标是收集关于研究主题的相关文献,并回顾和分析这些文献中的研究成果和观点。

文献综述的作用主要有以下几个方面:•了解研究领域的现状:通过文献综述可以了解研究领域的最新进展和已有研究成果,从而确定研究的理论基础和问题的研究空白。

•确定研究问题的独特性:通过对相关文献的综述,可以发现已有研究中的不足和研究领域的问题,从而确定自己的研究问题的独特性和创新点。

•分析现有观点和争议:文献综述可以帮助研究者了解研究领域中的不同观点和争议,有助于构建自己的研究问题和研究方法。

3. 文献综述的写作方法3.1 选择合适的文献来源在进行文献综述时,首先需要选择合适的文献来源。

一般来说,可以通过以下途径获取相关文献:•学术期刊:在各个学科领域的学术期刊中,可以找到大量与研究主题相关的研究论文。

•学术会议:某些学科领域的研究成果会首先在学术会议上发布,因此可以通过参考学术会议的论文集获取相关文献。

•学术数据库:学术数据库如Google Scholar、IEEE Xplore等提供了大量学术文献资源,可以通过关键词检索获取相关文献。

3.2 有效阅读和筛选文献获取到相关文献后,需要进行有效的阅读和筛选。

阅读时应重点关注文献的摘要和关键词,确定其与研究主题的相关性。

在阅读过程中,应将文献进行分类,并筛选出与研究主题紧密相关的文献。

3.3 综合和分析文献在进行文献综述时,需要综合和同类文献进行比较和分析。

可以根据文献的相关性、研究方法、数据来源等方面进行比较和分析,找出各个文献之间的异同点,形成自己的观点和观点。

开题报告的文献综述是什么意思

开题报告的文献综述是什么意思引言在进行学术研究或者科研项目时,开题报告是一个重要的环节,用于对所要进行的研究或项目的目的、内容以及方法进行描述和分析。

而作为开题报告的一部分,文献综述则是对已有研究成果和文献进行全面梳理和回顾的过程。

本文将对开题报告的文献综述进行深入探讨,并解释其意义和作用。

文献综述的定义文献综述(Literature Review)是指对已有的研究成果、学术论文、相关书籍、刊物等文献资料的系统检索、筛选、整理和分析,以获取当前研究领域的最新进展和研究动态。

文献综述旨在为研究者提供一个清晰的基础,帮助他们了解和把握当前研究领域的前沿知识,为自己的研究提供理论依据和实践指导。

文献综述的意义和作用1.阐明研究的研究背景与意义:文献综述可以帮助研究者在开题报告中明确研究的背景和意义。

通过对已有研究成果的梳理和分析,研究者能够清晰地描述自己的研究在学术领域中的地位和重要性。

2.提供理论支持和研究基础:文献综述为研究者提供了有关该领域前沿知识和理论基础的全面了解。

这有助于研究者在设计研究方案和方法时有条不紊,避免重复研究,提高研究质量和效率。

3.揭示研究现状和问题:通过文献综述,研究者可以了解当前该领域的研究现状和存在的问题。

这有助于研究者在开题报告中准确描述自己的研究内容和目标,并确定自己的研究问题与前人研究的关联性和创新点。

4.引导研究思路和方法选择:文献综述为研究者提供了丰富的研究思路和方法选择。

通过对已有研究成果的分析和比较,研究者可以借鉴前人的研究设计和方法,确定自己研究的合适路径和方法。

文献综述的步骤和方法进行文献综述时,研究者可以按照以下步骤进行:1.确定研究领域和范围:在开始综述前,首先明确自己的研究领域和范围,这有助于筛选和检索相关文献。

2.检索和筛选文献:根据研究目标和关键词,通过图书馆、学术数据库、搜索引擎等途径检索相关的文献资料。

然后根据文献的标题、摘要和关键词进行初步筛选,选取与自己研究相关的文献。

论文开题报告文献综述和理论框架的概述

论文开题报告文献综述和理论框架的概述开题报告是论文研究的第一步,它是对该课题进行全面的文献综述和理论框架的概述,为后续研究的开展提供基础。

本文将围绕这一主题展开论述。

一、文献综述1. 概述文献综述的重要性文献综述是对相关领域文献进行系统性整理和分析的过程,它能够帮助研究者了解前人对该领域问题的研究进展,并从中获取启示。

通过文献综述,我们能够了解已有的研究成果和研究方法,为我们的研究提供参考。

2. 文献综述的方法文献综述可以通过文库检索、论文数据库检索、专业期刊检索等方式进行。

在检索到相关文献后,需要进行筛选和整理,选择与研究课题密切相关、内容充实的文献进行阅读和分析。

3. 文献综述的内容文献综述的内容主要包括已有研究的理论框架、研究方法、实证结果和存在的问题等。

通过对这些内容的梳理和分析,可以确立自己研究的位置和意义,并选择合适的理论和方法进行研究。

二、理论框架的概述1. 理论框架的作用理论框架是研究中的核心思想和理论基础,它能够指导具体的研究内容和方法。

在开题报告中,我们需要对已有的理论框架进行概述,并说明选择该理论框架的理由。

2. 理论框架的选择理论框架的选择要基于对相关文献和研究成果的充分理解和分析。

在选择理论框架时,需要考虑该理论框架在该领域的应用情况、优势和局限性等因素,并综合考虑研究者的研究背景和能力。

3. 理论框架的构建理论框架的构建需要借助已有的理论模型或理论体系,并结合研究课题的特点和要求进行创新和整合。

在构建理论框架时,需要关注研究课题的研究对象、研究问题和研究目标,并选择合适的理论概念和变量进行解释和操作。

三、论文开题报告的编写要点1. 开题报告的结构开题报告需要包括封面、摘要、引言、文献综述、理论框架、研究内容和方法、预期研究成果和进度计划等部分。

各部分之间需要有明确的逻辑连接和转折,使整个报告具备完整性和连贯性。

2. 开题报告的语言风格开题报告需要采用准确、简明的语言,避免冗长和复杂的句子。

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学科代码编号文献综述学号:0040509010研究生:王新建导师:吴建生教授姜传海教授研究方向:材料科学论文题目:学科:材料学学院:材料科学与工程系入学时间:2004年9月开题时间:2005年10月20日年月日0 引言 (1)1.大规模集成电路的发展以及铜互连工艺的概述 (2)1.1.大规模集成电路的发展概况 (2)1.2.ULSI中铝互连线的发展 (4)1.3.ULSI中铜互连线工艺的提出、发展及存在的问题 (5)1.3.1.铜互连工艺的提出 (5)1.3.2.铜互连技术的主要问题 (8)2.铜互连的扩散阻挡层的发展现状的概述 (10)3.扩散基本理论以及铜互连薄膜中的二维扩散研究的现状 (12)3.1.Fick扩散定律及扩散系数 (13)3.1.1.Fick第二扩散定律 (13)3.1.2.扩散系数的确定及Arrhenius公式 (14)3.2.薄膜扩散理论 (14)3.2.2.单晶薄膜的扩散动力学理论的研究 (15)3.2.3.多晶薄膜扩散动力学理论的研究 (16)3.3.溶质对晶粒间界扩散的影响 (21)3.3.1溶质在高温时增加晶粒间界扩散 (21)3.3.2溶质在低温时减小晶粒间界的扩散 (22)3.4.铜薄膜中铜原子层间的扩散失效 (22)4.铜互连膜合金化的研究现状 (23)5.本课题的研究思想、研究目标和研究内容及可行性分析 (25)5.1.本课题的研究思想 (25)5.2.研究的内容、研究目标及拟解决的关键问题 (25)6.年度研究计划及预期研究结果 (28)7.目前的初步研究结果 (28)参考文献 (31)0 引言金属化是集成电路一道重要的工序,在集成电路制造工艺中Al是最早使用的内连线材料,然而随着集成电路集成度的不断提高,铝线逐渐不能适应新的要求。

其中电阻率偏高和易产生电迁移失效是Al线的主要不足。

采用Cu作为内连线材料有以下优点:(a) 电阻率低。

Cu的电阻率是1.7 μΩ·cm,比Al的电阻率2.7 μΩ·cm(200℃)低,降低了RC延迟,提高了集成电路的速度。

(b) 降低损耗,窄的线宽消耗更少的能量。

(c) 高的布线密度。

窄的线宽意味着单位面积上可以有更高的布线密度,同时意味着减少布线的层数。

(d) 高的抗电迁移能力。

Cu的熔点比Al高,因此有更好的抗电迁移能力。

虽然Cu有良好的电学性能,但是集成电路是一个体系,引入Cu可能会产生新的力学和电学问题,引入Cu后主要产生以下问题:(a) Cu对Si有很强的扩散能力。

Cu扩散到Si 中去会与Si发生反应导致集成电路失效。

(b) Cu与Si基体的结合强度不高,易脱落。

(c) Cu 在低温下(<200℃)易氧化,而且不会形成致密的氧化膜以防止进一步氧化。

(d) Cu在热循环过程中要承受比Al更大的热应力。

为了解决上面的问题通常采用如下两种措施:(a)一般在Cu与Si基底之间镀一层扩散阻挡层以减缓Cu与Si基底的扩散和反应,同时提高Cu膜与Si基底的结合强度。

(b)在Cu中加入合金元素以提高Cu的抗氧化、抗电迁移能力,同时提高Cu的力学性能。

由于采用常规的气相沉积方法获得的扩散阻挡层的台阶覆盖性差,薄膜较厚,因此,合金化作为一种潜在的有效提高界面结合力以及阻止铜硅互扩散的方法,引起了越来越多的人的关住。

国内外已经对合金元素加入到铜互连线中的影响进行了较多的研究,然而,关于合金元素对铜/硅界面处的相互作用、界面反应以及元素间相互扩散的影响的报道还很少。

近来,M. J. Frederick 和G. Ramanath的一篇文章对Cu-Mg/SiO2薄膜系统的界面发应以及相互扩散进行了报道。

结果表明合金元素的加入对提高铜互连膜的性能较大影响。

本文就是针对铜互连工艺中的影响集成电路质量的铜硅互扩散,根据二维薄膜材料的扩散特点,对导电薄膜材料铜的扩散规律,铜硅界面相互作用以及合金元素对它们的影响进行研究和分析,以期能够消除或者减薄目前常用的扩散阻挡层。

1.大规模集成电路的发展以及铜互连工艺的概述1.1.大规模集成电路的发展概况九十年代以后,大规模集成电路(Large Scale Integration,LSI)工艺的发展仍然依照摩尔定律[1](摩尔定律:每三年器件尺寸缩小2/3,芯片面积约增加1.5倍和芯片中的晶体管数目增加4倍。

这就是由Intel公司创始人之一的Gordon E. Moore博士1965年总结出来的规律,被称为摩尔定律)所预言的发展速度急剧增加。

集成电路技术目前已发展到甚大规模阶段,即ULSI(Ultra Large-Scale Integration)。

每一个芯片所含的元器件数已达1亿个,相应其微细加工工艺己到达深亚微米级(小于等于0.35 μm)技术,并将继续向0.25 μm、0.18 μm、0.l μm发展,器件性能则向着更高速、低功耗方向发展。

SIA[2](Semiconductor Industry Association)在95年就曾预测未来10年内互连线的发展趋势是:IC的特征尺寸将达到0.07 μm,线宽0.08 μm,布线间距0.12 μm,介质厚度0.5 μm,电源电压将降到1伏,工作频率将达到0.1GHZ。

而实际的发展己突破了这一预测。

现在微细加工技术己从0.6 μm 提高到0.18 μm的水平;0.18 urn的IG位动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory DRAM)己研制成功;256 M位的DRAM己进入大量生产阶段;具有64位速度位IGH的微处理器己宣告研制成功[3]。

表1-1为世界集成电路技术发展趋势预测[4]。

目前0.25 μm和0.18 μm已开始进入大生产。

0.15 μm和0.13 μm大生产技术也已经完成开发,具备了表1.1 世界集成电路技术发展趋势Table 1.1 the development of technology world IC大生产的条件。

随着集成电路特征尺寸的减小和集成密度的提高,金属互连在整个集成电路芯片中所占面积和成本愈来愈高。

在深亚微米VLSI,曾有人统计过,一个芯片需要5-6层布线,其内部连线的总长度可达四公里,任何一点的互连线缺陷对芯片来说都是致命的。

而一个复杂系统的失效,往往仅仅是由于一个芯片的故障引起的,因为对于一个串连系统,只要一个器件的失效就会导致整个系统的瘫痪,而对于一个并联系统,一个器件的失效会导致其他器件因承受过量应力而迅速毁坏。

现在的电子系统要求工作在更高的工作频率下,这要求更高的工作电流密度,也就要求更高的可靠性。

但是,根据器件等比例缩小[5](Scaling-down)的基本原理,器件特征尺寸的缩小导致了电流密度的上升,而金属化系统所受的影响最为严重。

由1989年Gaginj[6]等人分析研究了尺度效应对金属化电流密度的影响,见表l-2。

其中k为器件特征尺寸缩小的倍数,也就是金属化系统要缩小的倍数。

从表中可见,当特征尺寸卜降k倍时,会使电阻、电流密度增大,产生的焦耳热急剧增加,加速了器件的失效。

表1-2 尺度效应对金属化布线参数的影响Table 1-2 The scale effect in metallization interconnect同时,随着互连线横截面积的减小,互连线层数的增加,导致RC时间常数增大,使得减小器件特征尺寸,提高晶体管工作频率和IC传输速度的努力受到制约。

据估计,在0.25 μm 技术时,互连引线RC时间常数引起的时间延迟己与晶体管本身的延迟相当;当特征尺寸进一步减小时互连引线的时间延迟将成为突出问题。

这一部分可以用以下公式来描述[7]:τ = RC = (ρL/Wt) *(Kε0LW/tILD)其中τ是指total signal delay, R是指金属层的电阻, C是指介电层的电容,ρ是互联金属的电阻率,L是指长度,W是指长度,t是指厚度,K是介电常数。

由公式可见,选用电阻率比较小的金属材料作为互联材料,和选用介电常数比较小的介电材料是降低信号延时、提高时钟频率的两个主要方向。

也是互连线材料选用的重要原则之一。

1.2.ULSI中铝互连线的发展器件中的金属化工艺是指硅器件及集成电路在完成芯片制造工艺之后,制作欧姆接触和金属连接来完成整个电路的功能。

集成电路的金属化的要求是:①与n型、P型硅衬底都形成欧姆接触:②与绝缘膜的粘阻性好;③阻抗低,最好在4×10-9Ω.cm以下;④结构稳定,不易发生电迁移及腐蚀现象;⑤易刻蚀;③淀积工艺简单;①成本低。

在采用铜互连线以前,金属化系统的两大分支是铝金属化系统和金金属化系统。

由于金抗电迁徙能力远高于铝,而且其电阻率也远低于铝,因此在大功率器件中用的较多。

但是,因为金的成本远高于铝,而且金/硅界面互溶问题严重,所以,在VLSI和小功率器件中普遍采用铝金属化系统。

铝应用于金属化系统中,具有以下的优点而被半导体器件和集成电路生产厂家广泛采用:①电阻率小:②与热生长的SiO2或淀积的介质膜有良好的粘附性;③能与半导体形成较低的欧姆接触;④便于淀积和光刻。

但是,随着微细加工线条尺寸的缩小,铝互连线的缺点也越来越显示出来[3,8,9]。

首先铝的电阻率偏高(2.7 μΩ·cm),RC延迟效应较强,降低集成电路的速度;其次,铝的熔点低,容易产生电迁移失效:即当集成电路工作时,铝互连线内会有一定的电流通过,导致铝互连线中的铝离子出现热激发,与电子产生动量交换,并沿着电子流的方向迁徙,这种传输过程在高温(T>200 ℃)和大电流密度(j>=106 A/cm2)的作用下尤为显著。

经过几小时至几百小时后,铝布线就会出现空洞、裂纹和晶瘤,从而造成集成电路开路失效,这就是电徙动现象,也称为电迁徙或电迁移[3]。

产生电迁移失效的内因是铝布线内部结构的非均匀性,外因是高温和大电流密度。

铝布线的条宽越窄,发生电迁移失效的几率就越大。

随着集成电路集成度的不断提高,要求集成电路的特征尺寸越来越小,这样继续采用铝布线会严重影响集成电路的可靠性。

在高温下(大于400 ℃),硅会向铝中融解,形成化合物。

时间越长,温度越高,融解的硅就越多,就形成了渗透坑。

以后就是渗透坑逐渐长大的阶段,因为渗透坑表面自由能最小,所以硅饱和以后小坑逐渐长大,坑数减少,坑尺寸增大,最后导致短路或开路失效。

同时,铝金属膜还存在较为严重的腐蚀,在通电的情况下,铝膜会发生电解腐蚀,造成器件失效。

据统计有,有30~50%的集成电路失效是由铝互连线失效引起的。

而且,铝的机械强度小,在工艺中容易划伤。

另外,互连线尺寸大,单层布线少;低温下不能沉积形成高纵横比的通道;易与高分子材料粘附;很难平面化等也成为限制Al互连线广泛应用的缺点。

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