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     

一种新的求解ULSI双介质互连电容的模拟电荷法

论述了一种模拟电荷法与镜像格林函数法相结合,对模拟电荷用DFP法进行最优设置的提取双介质ULSI互连电容参数的基本算法,并与其它互连电容模拟软件模拟的结果进行了比较,相对偏差小于10%,表明这种新的模拟电荷法是有效的和可行的．     

低介电常数(low-k)介质在ULSI中的应用前景

本文讨论了ULSI的发展对低介电常数(low-k)介质的需求,介绍了几种有实用价值的low-k介质的研究和发展现况,最后评述了low-k介质在ULSI中应用的前景.     

半导体器件的发展概况

本文简要叙述半导体器件的发展概况,包括发展简史、现有种类、生产概况、发展趋势等四方面.一、半导体器件的发展简史世界上第一种半导体器件硒光电池是1876年诞生的.1948年点接触晶体管的发明是世界上半导体器件发展历史中最重大的事件,因为它第一次使半导体制成了具有放大功能的有源电子器件.1951年锗生长结晶体管及合金结晶体管的试制成功以及很快地投入生产使半导体器件从研究试制阶段开始转入较大规模的生产.下面通过列出发展中的重要事件简要地介绍半导体器件的发展历史.     

溅射铜膜的闪烁噪声和表面粗糙度的关系

本文首次采用了金属膜的表面特征来研究金属膜的闪烁噪声。结果表明在二氧化硅和蓝宝石衬底上溅射的铜膜的表面特征及噪声行为都很不相同。粗糙不规则的表面对金属薄膜的闪烁噪声起重要作用。这种噪声的物理模型与MOS器件闪烁噪声的机构类似。     

适用于宽温度范围和不同沟遭掺杂浓度的MOSFET反型层载流子迁移率模型

本文基干决定载流子迁移率的晶格散射、电离杂质散射、表面粗糙散射等三种主要散射机制的考虑，提出了一个有较明确物理意义的精度和实用性兼顾的ＭＯＳＦＥＴ反型层中载流子迁移率半经验模型．模型适用的温度范围为５Ｋ～３７０Ｋ，沟道掺杂浓度范围为１e14ｃｍ－３－１e１８ｃｍ－３．模型的计算结果同实验数据符合很好．     

基于45 nm技术的ULSI互连结构的温度模拟

应用自行建立的准二维简化模型，计算了三种基于45nm节点技术的ULSI九层低介电常数介质互连结构的温度升高。与ANSYS的分析对比表明，简化模型误差为7．7％。三种互连结构中，结构Ⅲ设计具有最佳的散热能力，不仅工作时绝对温升小，而且随衬底温度和介质导热系数的温升加大也小；结构Ⅰ的散热能力良好，结构Ⅲ最差。对三种互连结构的尺寸分析表明，层间介质的厚度对互连系统的温升影响大，必须在电学模拟和温度模拟完成后找到一个最佳厚度值，以保证既有好的散热条件，又有利于减小RC延迟。互连结构的温升随电介质导热系数的减小呈二阶指数升高，特别当介质导热系数小于0．1W／℃·m时，互连结构设计将会成为器件温升和系统可靠性的关键所在，引入新技术或许势在必行。     

VLSI电路中互连线特性研究及其数值模拟

用数值计算方法详细模拟了室温及低温（７７Ｋ）下ＶＬＳＩ电路中金属互连线的寄生电容和时间延迟，得到了金属互连线的几何结构对寄生效应的影响。结果表明，互连线宽Ｗ同互连线节距Ｐ之经为０．５～０．６是获得最小时间延迟的最佳尺寸。模拟还给出了用铜代替铝金属线及用低介电常数电介质（εｌｏｗ．ｋ＝０．５ＥＳｉＯ２）代替ＳｉＯ２后，在室温和低温条件下寄生电容及延迟的改善情况。