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基于铜通孔的熔丝技术


NEC电子开发出了采用铜通孔(用于连接铜布线)的熔丝技术(演讲序号2.5)。NEC电子计划将该技术导入07年年底开始量产的55nm工艺LSI中,促进制造成品率的提高。由于该项技术“可用于多种工艺”(NEC电子执行董事福间雅夫),因此还计划将其用于45~32nm工艺及其以后的工艺。
此次开发的采用铜通孔的技术,其特点是熔丝的可靠性较高。电气特性方面,断线前后铜通孔的电阻比高达107,即使加热,熔丝也不会再次连接,将保持这一电阻比。原因是层间绝缘膜因铜通孔的热膨胀而开裂,被势垒金属(BarrierMetal)包围的区域内的铜原子向开裂方向移动,这样一来通孔区域就可产生较大的空孔。
熔丝技术使集成在芯片上的元件带有冗长性,电气分离在检查阶段被判定为劣质的元件,然后用正常元件替换。NEC电子06年开发出了基于铜布线的熔丝技术,现已导入量产。此次将熔丝替换为通孔,是因为设想以32nm以后工艺导入的带有金属盖的铜布线,难以作为熔丝使用。金属盖是防止产生电子迁移的保护膜,有了这层保护膜,即使向铜布线输入大电流,也不易产生电气切断。
现行的熔丝技术,大多使用MOSFET栅电极的超薄硅化物(Silicide)薄膜,不过在整个栅电极中使用金属的32nm以后工艺,难以电气切断栅电极。NEC电子开发的基于铜布线和铜通孔的技术,将成为熔丝技术在32nm以后工艺中的替代方法。