Verdrahtungsprozess

Was ist der Hauptgrund dafür, dass das Leitungsmaterial fortschrittlicher LSIs von Aluminium (Al) durch Kupfer (Cu) ersetzt wurde?

  1. ADer spezifische Widerstand ist niedrig, und auch die Beständigkeit gegen Elektromigration ist hoch
  2. BEs lässt sich durch Trockenätzen leicht bearbeiten
  3. CDie Haftung an Oxidschichten ist sehr gut, sodass keine Barriereschicht nötig ist
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Antwort: A. Der spezifische Widerstand ist niedrig, und auch die Beständigkeit gegen Elektromigration ist hoch

Cu hat mit etwa 1.7 µΩ·cm einen spezifischen Widerstand von rund 60 % von Al (etwa 2.7 µΩ·cm), wodurch Leitungsverzögerung und Leistung sinken, und wegen des hohen Schmelzpunkts bewegen sich die Atome schwer, sodass auch die Beständigkeit gegen Elektromigration um mehr als eine Größenordnung höher ist. IBM kündigte 1997 die Serienfertigung an, und seit der 0.13-µm-Generation ist Cu Mainstream. Cu bildet jedoch kaum flüchtige Verbindungen und ist schwer trockenzuätzen, und es diffundiert leicht in Isolierschichten; daher wird es im Damascene-Verfahren gebildet und von Barriereschichten wie Ta oder TaN umgeben eingesetzt.

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