隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,ULSI的集成度不斷提高,互連布線所占芯片面積已成為限制其發(fā)展的重要因素之一。而隨著集成電路性能的不斷提高,PAM2301CAAB330電路丁作頻率已進(jìn)人GHz時(shí)代,互連線導(dǎo)致的延遲也已可與器件門(mén)延遲相比較。因此,單層金屬互連系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足SI的需要。而多層互連,如:△一Au,⒍―№―Ag,Al―Pt―Au等。一方面可以使單位芯片面積上可用的互連布線面積成倍增加,允許有更多的互連線;另一方面使用多層互連系統(tǒng)能降低囚互連線過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的延遲時(shí)間的過(guò)長(zhǎng)。因此,多層互連技術(shù)成為集成電路發(fā)展的必然。

   多層互連系統(tǒng)主要由金屬導(dǎo)電層和絕緣介質(zhì)層組成。因此可從金屬導(dǎo)電層和絕緣介質(zhì)層的材料特性、工藝特性及互連延遲時(shí)間等多個(gè)方面來(lái)分析ULSI對(duì)多層互連系統(tǒng)的要求。

   縮短互連線延遲時(shí)間

   通常用電阻電容(RC)常數(shù)表征互連線延遲時(shí)間,,ρ為金屬連線的電阻率;Z、rn分別為金屬連線層的長(zhǎng)度、寬度和厚度;ε、r。x分別為介質(zhì)層的介電常數(shù)和厚度。由式(12ω可知,金屬導(dǎo)電層的電阻率越低,絕緣層的介電常數(shù)越小,互連線越短,互連線延遲時(shí)間也就短,電路速度也就越快。采用低阻的互連材料可有效降低互連系統(tǒng)的延遲時(shí)間。所以銅就成為集成電路進(jìn)人深亞微米選擇的互連材料。