功能材料与器件学报
功能材料與器件學報
공능재료여기건학보
JOURNAL OF FUNCTIONAL MATERIALS AND DEVICES
2012年
1期
51-56
,共6页
嵇凤丽%王颖%高松松%刘云涛
嵇鳳麗%王穎%高鬆鬆%劉雲濤
혜봉려%왕영%고송송%류운도
铜互连%扩散阻挡层%ZrN%ANSYS%热应力
銅互連%擴散阻擋層%ZrN%ANSYS%熱應力
동호련%확산조당층%ZrN%ANSYS%열응력
本文利用ANSYS有限元软件分别对用TaN和ZrN作为扩散阻挡层的Cu/barrier/SiO/Si结构中铜线的热应力分布进行仿真.研究热载荷350℃到20℃不同阻挡层材料单大马士革和双大马士革两种结构铜互连线的热应力.通过仿真结果得到:单大马士革结构中,在阻挡层材料为ZrN时铜线中等效应力(700MPa)比阻挡层材料为TaN时等效应力(800MPa)小；双大马士革结构中,用ZrN作为阻挡层铜线中各个方向的热应力σx、σy和σz分别比TaN作为阻挡层时小100MPa、300MPa和200MPa.本文还研究阻挡层材料分别为ZrN和TaN时,改变阻挡层的厚度对铜线热应力的影响.结果表明,热应力随着阻挡层厚度的增加而增加.各种厚度ZrN作为扩散阻挡层时的应力都比TaN作为扩散阻挡层的应力小,x、y和z方向的应力Sx(zrN)、Sy(zrN)和Sz(zrN)分别减少了50MPa、200MPa和50MPa.
本文利用ANSYS有限元軟件分彆對用TaN和ZrN作為擴散阻擋層的Cu/barrier/SiO/Si結構中銅線的熱應力分佈進行倣真.研究熱載荷350℃到20℃不同阻擋層材料單大馬士革和雙大馬士革兩種結構銅互連線的熱應力.通過倣真結果得到:單大馬士革結構中,在阻擋層材料為ZrN時銅線中等效應力(700MPa)比阻擋層材料為TaN時等效應力(800MPa)小；雙大馬士革結構中,用ZrN作為阻擋層銅線中各箇方嚮的熱應力σx、σy和σz分彆比TaN作為阻擋層時小100MPa、300MPa和200MPa.本文還研究阻擋層材料分彆為ZrN和TaN時,改變阻擋層的厚度對銅線熱應力的影響.結果錶明,熱應力隨著阻擋層厚度的增加而增加.各種厚度ZrN作為擴散阻擋層時的應力都比TaN作為擴散阻擋層的應力小,x、y和z方嚮的應力Sx(zrN)、Sy(zrN)和Sz(zrN)分彆減少瞭50MPa、200MPa和50MPa.
본문이용ANSYS유한원연건분별대용TaN화ZrN작위확산조당층적Cu/barrier/SiO/Si결구중동선적열응력분포진행방진.연구열재하350℃도20℃불동조당층재료단대마사혁화쌍대마사혁량충결구동호련선적열응력.통과방진결과득도:단대마사혁결구중,재조당층재료위ZrN시동선중등효응력(700MPa)비조당층재료위TaN시등효응력(800MPa)소；쌍대마사혁결구중,용ZrN작위조당층동선중각개방향적열응력σx、σy화σz분별비TaN작위조당층시소100MPa、300MPa화200MPa.본문환연구조당층재료분별위ZrN화TaN시,개변조당층적후도대동선열응력적영향.결과표명,열응력수착조당층후도적증가이증가.각충후도ZrN작위확산조당층시적응력도비TaN작위확산조당층적응력소,x、y화z방향적응력Sx(zrN)、Sy(zrN)화Sz(zrN)분별감소료50MPa、200MPa화50MPa.
