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。