Influence of Interconnection Configuration on Thermal Dissipation of ULSI Interconnect Systems

应用一个三层互连布线结构研究了诸多因素尤其是布线的几何构造对互连系统散热问题的影响,并对多种不同金属与介质相结合的互连布线的散热情况进行了详细模拟.研究表明互连线上焦耳热的主要散热途径为金属层内的金属线和介质层中热阻相对小的路径.因此互连系统的几何布线对系统散热具有重要影响.在相同条件下,铝布线系统的温升约为铜布线的ρAl/ρCu倍.此外,模拟了0.13μm工艺互连结构中连接功能块区域的信号线上的温升情况,探讨了几种用于改善热问题的散热金属条对互连布线的导热和附加电容的影响.     

超大规模集成电路互连系统的布线构造对散热的影响

应用一个三层互连布线结构研究了诸多因素尤其是布线的几何构造对互连系统散热问题的影响,并对多种不同金属与介质相结合的互连布线的散热情况进行了详细模拟.研究表明互连线上焦耳热的主要散热途径为金属层内的金属线和介质层中热阻相对小的路径.因此互连系统的几何布线对系统散热具有重要影响.在相同条件下,铝布线系统的温升约为铜布线的ρAl/ρCu倍.此外,模拟了0.13μm工艺互连结构中连接功能块区域的信号线上的温升情况,探讨了几种用于改善热问题的散热金属条对互连布线的导热和附加电容的影响.     

MCM-D多层金属布线互连退化模式和机理

介绍了MCM-D多层金属互连结构的工艺及材料特点，并就Cu薄膜布线导体的结构特点和元素扩散特性。说明了多层布线互连退化的模式和机理，以及防止互连退化的技术措施，实验分析表明，Au/Ni/Cu薄膜布线结构的互连退化原因是，Cu元素沿导带缺陷向表层扩散后，被氧化腐蚀，导致互连电阻增大，而Cu元素在温度应力作用下向PI扩散，导致PI绝缘电阻下降。     

FPGA的布线开关和互连线段的优化设计

文章以TSMC'0.35μm,三层金属CMOS工艺为基础,对FPGA互连资源中布线开关和互连线段进行了具体分析。研究表明,布线开关中同时混合使用传输门和三态缓冲器以及采用不同逻辑长度的互连线段组合时将会产生较好的面积-延时值。     

ULSI互连系统热特性的模拟

应用基于有限元算法的软件ANSYS对0.15μm工艺条件下的一个ULSI电路的五层金属互连结构进行了热特性模拟和分析．模拟了这个经多目标电特性优化了的互连结构在采用不同金属(Cu或Al)互连线及不同电介质(SiO2或低介电常数材料xerogel)填充条件下的热分布情况,计算了这些条件下此互连结构的温度分布．并将结果与Stanford大学模拟的另一种五层金属布线结构的热特性结果进行了比较．讨论了低介电常数材料的采用对于互连结构散热情况的影响．此外,还简要地介绍了ANSYS的性能和用于热模拟的原理和特色．     

砷化镓超高速集成电路布线设计——基于门阵的宏元胞方式

文章研究了在ＧａＡｓ工艺，双层金属布线，基于门阵的宏元胞模式下，采用时间驱动算法布局设计（ＴｉｍｉｎｇＤｒｉｖｅｎＰｌａｃｅｍｅｎｔ）的布线算法，算法以芯片性能得到最大限度的改善，包括芯片关键路径时延最短，互连线总长最短，最长互连线最甜，布线密度均匀等为目标，从而达到超高速的目的。     

一种16位高速D/A转换器的研究

介绍了一种16位高速D／A转换器的电路设计、工艺制作和测试结果。该电路为高性能数字／模拟混合电路，工作电压士5．0V，转换速率≥30MSPS，建立时间50ns，增益误差士8％FSR，积分非线性误差LSB，并行输入类型，电流工作模式，功耗500mW，采用2．0μm BiCMOS工艺制作。该工艺包括减压薄外延、高压氧化等平面隔离、可修调SiCr电阻、双层金属布线、12次离子注入、21次光刻。NPN晶体管特征频率fT为4．0GHz；CMOS管的栅氧化层为30nm，耐压为12．0V。     

I^2C总线接口技术在视频处理芯片中的应用

文章使用传输I^2C总线技术实现视频处理芯片与PC机的数据通信。采用软、硬件协同工作的方法完成芯片的参数初始化,并将其应用于对电路内部节点的跟踪和测试,极大地增加了视频处理的灵活性。将I^2C接口电路内嵌于视频处理芯片中,采用CMOS0．6μm单层多晶硅双层金属布线工艺流片,电路测试功能正常。     

90nm与65nm光刻工艺各有千秋

2003年下半年起英特尔等世界顶级IC公司陆续量产90nm芯片，比国际半导体技术蓝图ITRS2001／2003要求2004年实现90nm工艺的规划提前了一年。2005年底、2006年初世界半导体市场“霸主”英特尔量产65nm芯片，比ITRS2003要求2007年实现65nm工艺的规划整整提前了一年，两者如出一辙。光刻工艺是量产90／65nm芯片最重要、最关键的工艺之一，也是使用频率最高的工艺，如90／65nm铜互连需8层金属布线，那至少要进行15次光刻，因为金属互连层间还需绝缘层隔离。目前光刻工艺能量产的只有光学光刻技术，它是通过不断缩短曝光波长（λ）、增大数值孔径（NA）和降低工艺因子（k1）来提高其水平，从而达到不断缩小芯片的特征尺寸的目的，如从90nm——65nm。     

0·35μmASICI艺技术

据《SemiconductorWorld》1995年第6期报道，日立制作所和VLSI公司已共同开发成0·35μm尺寸的ASIC工艺技术。这种新技术，在电源电压2．2V—3．6V下，门速度可达110ps，耗散功率为7μW／G·MHz。采用5层金属布线技术，最大的集成度为500万门，工作频率为250MHz以上。布线间距为1．4μm，与1．6μm布线间距相比，集成度提高1．3倍。最大管脚数为1280。0·35μmASICI艺技术@陈兆铮     

通过控制LTCC多层基板收缩率消除通孔与导带间的开路失效

LTCC基板的失效分析表明，通孔与导带间开路是多层基板布线互连失效的主要模式，原因是基板在共烧工艺过程中，布线金属与陶瓷材料收缩失配产生的界面应力导致布线开路。调整布线金属和陶瓷材料的致密化温度和基板收缩率后，有效控制了两种不同材料的界面收缩失配，消除了开路失效。     

VLSI／ULSI集成电路多层金属互连技术

随着半导体微电子器件制造技术迅速发展，多层金属互连技术对于提高器件集成度、速度和可靠性更为重要，需要不断发展新型多层金属互连结构、材料和工艺，本文介绍近年正在发展的一些多层金属互连新技术，如多层复合金属化体系、Ｃｕ等新型薄膜互连材料，ＴｉＮ在互连技术中的多种用途，新的介质薄膜材料及工艺、平坦化技术等。     

一种低成本的硅垂直互连技术

采用KOH刻蚀工艺制作硅垂直互连用通孔,淀积SiO2作为硅垂直互连的电绝缘层,溅射Ti和Cu分别作为Cu互连线的黏附层/扩散阻挡层和电镀种子层.电镀10μm厚的Cu作为硅垂直互连的导电层.为实现金属布线的图形化,在已有垂直互连的硅片上试验了干膜光刻工艺.采用化学镀工艺,在Cu互连线上沉积150～200 nm厚的NiMoP薄膜作为防止Cu腐蚀和Cu向其上层介质扩散的覆盖层.高温退火验证了Ti阻挡层和NiMoP覆盖层的可靠性.     

蒸发制备金属薄膜实现MEMS工艺中电互连

介绍了利用蒸发方法制备金属薄膜来实现MEMS工艺中的互连,采用剥离方法制作金属互连柱.分别在剥离层为双层AZ5214负胶、聚酰亚胺(ZKPI-305ⅡD)和AZ5214负胶、ENPI剥离胶的情况下,实验并制备了金属Ni互连柱(双层AZ5214金属柱高1.86 μ m,聚酰亚胺(ZKPI-305ⅡD)和AZ5214柱高2.0 μ m,ENPI柱高1.5 μ m),都起到了较好的互连作用.     

基于IPD技术的LC滤波器制备工艺

介质层制备工艺是基于IPD技术的LC滤波器制备的关键工艺。从介质层的制备流程入手,研究了影响PI介质层质量的匀胶、曝光、固化三个关键工艺因素,确定了LC滤波器中介质层的制备工艺参数,实现了厚度8μm、厚度均匀性优于5%、最小互连孔径25μm的介质层制备。按此工艺参数加工,得到LC滤波器样件,经性能测试,所制备LC滤波器的电学性能满足设计指标要求。     

LTCC基板上薄膜多层布线工艺技术

LTCC基板上薄膜多层布线工艺是MCM-C/D多芯片组件的关键技术。它可以充分利用LTCC布线层数多、可实现无源元件埋置于基板内层、薄膜细线条等优点,从而使芯片等元器件能够在基板上更加有效地实现高密度的组装互连。文章介绍了LTCC基板上薄膜多层布线工艺技术,通过对导带形成技术、通孔柱形成技术和聚酰亚胺介质膜技术的研究,解决了在LTCC基板上薄膜多层布线中介质膜"龟裂",通孔接触电阻大、断路,对导带的保护以及电镀前的基片处理等工艺难题。     

等平面铝阳极氧化在LSI双层布线中的应用

集成电路芯片上各元件之间的互连接线,是经过蒸发以形成覆盖芯片表面氧化物的金属膜,再通过刻蚀形成的。对中小规模集成电路来说,由于元件少,连线简单,只需要单层布线。随着集成电路向大规模、高集成度和微细尺寸的发展,为避免集成电路中各元件间连线交叉重迭和迂回曲折,双层乃至多层金属布线便成为一项必不可少的工艺手段。由于采用多层布线技术,必然在集成电路表面形成金属连线和绝缘层的多层立体几何结构。若仍采用常规刻蚀工艺,势必由于表面凹凸不平使连线断裂或接触不良,导致电路失效。因此,如何制备平坦连续的表面,便成为双层布线的一个关     

新颖的常规硅工艺实现的侧向螺线型片上集成电感

提出了一种用常规硅工艺实现的片上集成电感的螺线型新结构．制造工艺使用标准双层金属布线的常规硅工艺．测量了螺线型集成电感的S参数，从测量数据计算了集成电感的参量．实验的侧向螺线型片上集成电感的Q值峰值为1.3，电感量为22nH．对用两层金属层实现的侧向螺线型片上集成电感和单层金属的常规平面螺旋电感的实验结果进行了比较，电感量和Q值与常规平面螺旋电感有可比性．     

新颖的常规硅工艺实现的侧向螺线型片上集成电感

提出了一种用常规硅工艺实现的片上集成电感的螺线型新结构．制造工艺使用标准双层金属布线的常规硅工艺．测量了螺线型集成电感的S参数，从测量数据计算了集成电感的参量．实验的侧向螺线型片上集成电感的Q值峰值为1.3，电感量为22nH．对用两层金属层实现的侧向螺线型片上集成电感和单层金属的常规平面螺旋电感的实验结果进行了比较，电感量和Q值与常规平面螺旋电感有可比性．     

ULSI互连系统热特性的模拟

应用基于有限元算法的软件 ANSYS对 0 .15 μm工艺条件下的一个 U L SI电路的五层金属互连结构进行了热特性模拟和分析 .模拟了这个经多目标电特性优化了的互连结构在采用不同金属 (Cu或 Al)互连线及不同电介质 (Si O2 或低介电常数材料 xerogel)填充条件下的热分布情况 ,计算了这些条件下此互连结构的温度分布 .并将结果与 Stanford大学模拟的另一种五层金属布线结构的热特性结果进行了比较 .讨论了低介电常数材料的采用对于互连结构散热情况的影响 .此外 ,还简要地介绍了 ANSYS的性能和用于热模拟的原理和特色