Cu互连线显微结构和应力的AFM及SNAM分析

在ULSI中采用Cu互连线代替Al以增加电子器件的传输速度和提高器件的可靠性，Cu的激活能约为1．2eV，而Al的激活能约为0．7eV,Cu互连线寿命约为Al的3－5倍。Cu大马士革互连线的制备工艺为：在硅衬底上热氧化生成的SiO2上开出凹槽，在凹槽中先后沉积阻挡层Ta和晶种层Cu，然后由电镀的Cu层将凹槽填满，最后采用化学机械抛光将凹槽外多余的Cu研磨掉，Cu互连线的尺寸为：200um长，0．5μm厚，宽度分别为0．35，0．5，1至3μm不等，部分样品分别在200℃，300℃和450℃下经过30min退火。利用原子力显微镜（AFM）和扫描近场声学显微镜（SNAM），同时获得形貌像和声像，分别了Cu大马士革凹槽构造引起的机械应力和沉积引起的热应力对Cu互连线显微结构及可靠性的影响，SNAM是在Topometrix公司AFM基础上建造的实验装置，实验采用的机械振动频率在600Hz-100kHz之间。分析测试结果如下：1．AFM和SNAM可以实现对微米和亚微米特征尺寸的Cu互连线的局域应力分布和显微结构的原位分析。2．采用AFM，TEM、XRD观察和测试了Cu互连线的晶体结构，分析了大马士革凹槽工艺 对Cu晶粒尺寸及取向的影响。平坦的沉积态Cu膜的晶粒尺寸约为100nm；而由大马士革工艺制备的凹槽中的Cu互连线的晶粒尺寸约为70－80nm，凹槽结构抑制了晶粒生长，平坦的沉积态Cu膜有较强的（111）织构；而凹槽中的Cu互连线的（111）织构减弱，（200）和其它的晶体取向分量增强。3．SNAM声阻尼信号对材料局域应力的变化敏感，SNAM声图衬底可显示出局域应力的分布，在沉积态的Cu互连线声图中，金属和SiO2介电层的界面处像衬度强，表明该处为应力较高的区域，而在退火后的Cu互连线的声图中，金属和SiO2介电层的界面处像衬度弱，表明退火后该处应力减小，我们对Cu膜进行了宏观应力的测试，退火后应力值从沉积态的661MPa减少至359Mpa，这与SNAM声成像的结果相符合。     

100V高压pMOS器件研制

研制出适用于100V高压集成电路的厚栅氧高压pMOS器件. 在器件设计过程中利用TCAD软件对器件结构及性能进行了模拟和优化，开发出与0.8μm n阱标准CMOS工艺兼容的高压工艺流程，并试制成功. 实验结果表明，该器件关态击穿电压为-158V，栅压-100V时饱和驱动电流达17mA (W/L=100μm/2μm) ，可以在100V高压下安全工作.     

ULSI铜互连线技术中的电镀工艺

通过对电镀液中加入适当的整平剂和采用三步电流法 ,成功地将工业镀铜技术应用于 UL SI铜互连线技术中 ,实现了对高宽比为 1μm∶ 0 .6 μm的刻孔的无空洞、无裂缝填充 .方阻测试表明 ,所镀铜膜的电阻率为2 .0 μΩ· cm,X射线衍射分析结果显示出的 Cu(111)的致密结构非常有利于互连线技术中高抗电迁移性要求     

以注氮SiO_2作为铜互连技术中的新型阻挡层

采用给 PECVD Si O2 中注入氮的方法 ,形成一薄层氮氧化硅 ,以此作为一种新型的扩散阻挡层 .不同热偏压条件下的 C- V测试结果和 XPS分析结果表明 ,该方法能起到对铜扩散的有效阻挡作用     

ULSI中铜互连线技术的关键工艺

简述了ULSI中采用以铜作为互连线技术的工艺过程及其研究发展状况,并着重对铜互连线技术中扩散阻挡层的选取、铜淀积工艺的研究及化学机械抛光技术的平整度问题等一系列关键工艺作了较系统的分析与探讨。     

功率VDMOS晶体管的抗总剂量辐照研究

对2种不同结构的功率VDMOS晶体管进行了总剂量辐照的试验研究,条形栅结构比元胞型结构具有抗总剂量辐照的结构优势,中国科学院微电子研究所利用条形栅结构制作出高抗总剂量辐照能力的功率VDMOS晶体管,抗总剂量能力可达1 400 krad(Si)以上.     

全固态高效率射频电源

射频电源作为微电子设备如刻蚀机、溅射台和PECVD等的核心部件,其性能的好坏直接关系到整个设备的性能。固态射频电源采用E类MOSFET功率放大器,通过适当的阻抗匹配网络,最终的射频电源在500 W的额定功率下,功率转换效率可以达到84%,微电子设备真空腔室内的等离子体启辉时,其阻抗变化范围很大且速度很快。目前匹配速度最快的MKS的自动匹配器(在允许匹配范围内匹配到50Ω时用时3~5 s)也很难实时跟上,所以固态射频电源必须能够承受500 W功率的反射至少3~5 s。经过实验后,本固态射频电源完全可以承受500 W功率的全反射30 s左右。     

ULSI中Cu互连线的显微结构及可靠性

观察了ULSI中大马士革结构的Cu互连线的晶粒生长和晶体学取向.分析了线宽及退火对Cu互连线显微结构及电徙动的影响.Cu互连线的晶粒尺寸随着线宽的变窄而减小.与平坦Cu膜相比,Cu互连线形成微小的晶粒和较弱的 (111) 织构.300℃、30min退火促使Cu互连线的晶粒长大、(111) 织构发展,从而提高了Cu互连线抗电徙动的能力.结果表明,Cu的扩散涉及晶界扩散与界面扩散,而对于较窄线宽的Cu互连线,界面扩散成为Cu互连线电徙动失效的主要扩散途径.     

杜比解码器的鉴别与调整

<正> 当今最热的AV潮流可以说是家庭影院系统。家庭影院系统的核心器材是杜比环绕声解码器。大多数爱好者对杜比解码器了解不多,更谈不上对其正确选用和性能鉴别了。正因为如此,一些假冒产品得以泛滥,使用户叫苦不迭。本文介绍杜比解码器的性能鉴别和调整方法,以利于读者合理选购杜比解码器,建成自己满意的家庭影院。 一、何谓杜比解码器 杜比解码器是一种音频设备,与视频系统毫无关系,也就是说,在家庭影院中,杜比解码器的好坏对视频系统没有影响。也许有的用户会说多数解码器和AV功放均设有视频输入、输出端子,实际上视频信号仅仅是从中通过一下,与解码电路本身毫无关系。这种设置主要是为方便使用,绝无其它意义。     

焊接变形的高精度测量方法及预测方法研究

基于有限元分析的固有变形逆解析方法是一种获取焊接接头固有变形的新方法。但是,采用该方法计算固有变形时,必须已知焊接前后焊接接头上少数点的三维坐标值。为了提高固有变形逆解析结果的精度,提出利用接触式三维坐标测量仪准确地获得焊件中面上三维坐标的新算法。该算法是通过在被焊件上加工小孔,在每一个小孔附近测量八个点的三维坐标,利用测量得到的坐标值确定小孔的中心位置。以2 mm和3 mm薄板表面堆焊焊接接头为例,以计算得到的小孔中心三维坐标为已知参数,基于逆解析方法求得了各成分固有变形,并采用固有应变法预测了2 mm和3 mm薄板焊接变形。通过比较分析发现,尽管焊件板厚只相差1 mm,但焊接变形的特征和变形量却有显著的差别,采用该测量方法及算法能获得焊接接头中面上较精确的三维坐标,基于逆解析方法获得的固有变形各成分有效准确。