Моделирование времени до пробоя пористого диэлектрика в системе металлизации интегральных схем современного топологического уровня
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-2-102-106
Аннотация
В работе выполняется имитационное моделирование процессов диффузии ионов металлического барьера в low-k диэлектрик между двумя близлежащими медными линиями. На основании экспериментальных данных по коэффициенту диффузии, опубликованных в научной литературе, и расчетов согласно математической модели распределения ионов металлического барьера в диэлектрике проведена оценка времени до пробоя пористого low-k диэлектрика в элементах сверхбольших интегральных схемах современного топологического уровня. Дополнительно, в работе получены зависимости времени пробоя диэлектрика от расстояния между двумя близлежащими медными линиями, а также в зависимости от напряжения питания линии (другая линия заземлена).
Об авторах
А. А. Орлов
АО «НИИ молекулярной электроники»;
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Россия
Россия
ул. Акад. Валиева, д. 6, стр. 1, Москва, Зеленоград, 124460;
Институтский пер., д. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141707
Орлов Андрей Алексеевич — младший научный сотрудник
А. А. Резванов
АО «НИИ молекулярной электроники»;
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Россия
Россия
ул. Акад. Валиева, д. 6, стр. 1, Москва, Зеленоград, 124460;
Институтский пер., д. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141707
Резванов Аскар Анварович — канд. физ.-мат. наук, начальник лаборатории
Список литературы
1. International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) Interconnect. 2020. https://irds.ieee.org/editions/2020
2. Gonella R. Key reliability issues for copper integration in damascene architecture. Microelectronic Engineering. 2001; 55(1-4): 245—255. https://doi.org/10.1016/S0167-9317(00)00454-8
3. Lloyd J.R., Murray C.E., Ponoth S., Cohen S., Liniger E. The effect of Cu diffusion on the TDDB behavior in a low-k interlevel dielectrics. Microelectronics Reliability. 2006; 46(9–11): 1643—1647. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2006.08.003
4. Chen F., Bravo O., Chanda K., McLaughlin P., Sullivan T., Gill J., Lloyd J., Kontra R., Aitken J. A comprehensive study of low-k SiCOH TDDB phenomena and its reliability lifetime model development. In: Proc. of the Intern. Reliability Physics Symposium. 26-30, March 2006. New York: IEEE; 2006. P. 46—53. https://doi.org/10.1109/RELPHY.2006.251190
5. Suzumura N., Yamamoto S., Kodama D., Makabe K., Komori J., Murakami E., Maegawa S., Kubota K. A new TDDB degradation model based on Cu ion drift in Cu interconnect dielectrics. In: Proc. of the Intern. Reliability Physics Symposium. 26–30, March 2006. New York: IEEE; 2006. P. 484—489. https://doi.org/10.1109/RELPHY.2006.251266
6. Tan T.L., Gan C.L., Du A.Y., Cheng C.K. Effect of Ta migration from sidewall barrier on leakage current in Cu/SiOCH low-k dielectrics. Journal of Applied Physics. 2009; 106(4): 043517. https://doi.org/10.1063/1.3202387
7. Huang X., Sukharev V., Qi Z.-D., Kim T.-Y., Tan S. X.-D. Physics-based full-chip TDDB assessment for BEOL interconnects. In: Proc. of the 53rd Annual Design Automation Conference 2016 – DAC ’16. 05–09, June 2016. Austin, USA: IEEE; 2016. https://doi.org/10.1145/2897937.2898062
8. Валеев А.С., Красников Г.Я. Технология изготовления внутрикристальных и межкристальных межсоединений современных СБИС (обзор, концепция развития). Микроэлектроника. 2015; 44(3): 180—201. https://doi.org/10.7868/S0544126915030084
9. Groove A.S. Physics and Technology of Semiconductor Devices. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 1967.
10. Yang L.Y., Zhang D.H., Li C.Y., Liu R., Wee A.T.S., Foo P.D. Characterization of Cu/Ta/ultra low-k porous polymer structures for multilevel interconnects. Thin Solid Films. 2004; 462–463: 182—185. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2004.05.071
11. Kuo Y.-L., Lee H.-H., Lee C., Lin J.-C., Shue S.-L., Liang M.-S., Daniels B.J. Diffusion of copper in titanium zirconium nitride thin films. Electrochemical and Solid-State Letters. 2004; 7(3): C35—C37. https://doi.org/10.1149/1.1644355
Рецензия
Для цитирования:
Орлов А.А., Резванов А.А. Моделирование времени до пробоя пористого диэлектрика в системе металлизации интегральных схем современного топологического уровня. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2021;24(2):102-106. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-2-102-106
For citation:
Orlov A.A., Rezvanov A.A. Simulation of the time dependent dielectric breakdown of a porous dielectric in the metallization system of integrated circuits of the modern topological level. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2021;24(2):102-106. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-2-102-106
Просмотров:
668
Послать статью по эл. почте 