随着芯片特征尺寸的纳米化(32nm向22nm发展),ITRS预测碳纳米管(CNT)将替代铜布线,旨在解决铜互连线无法承载的电流密度、电迁移等问题,本项目属于微纳电子器件互连集成技术领域近期研究热点。本项目围绕CNT互连关键集成技术开展了系列研究。对比不同催化剂的影响,优化出复合催化剂Fe-Al及催化剂的处理方法,获得了高密度的纳米催化剂颗粒。讨论不同沉积温度对CNT生长的影响,获得温度对CNT定向生长及CNT缺陷的影响规律。利用本课题组发明专利技术(CN102130040A和CN102130091A),基于CNT填充及平坦化工艺技术设计了CNT互连镶嵌结构的集成工艺,获得整套CNT互连集成技术,并比较分析了CNT互连的电性能及导电机制。基于分布参数的传输线模型,建模仿真了CNT互连结构的稳定性影响及互连时延性;通过提取磁性电感,进一步完善了串扰特性模型,对SWCNT和DWCNT的串扰特性进行仿真,并与Cu互连结构进行了对比,均表明CNT互连电特性远优于Cu互连结构,尤其是在高频和小尺寸器件应用中。本项目的完成为GLSI 新型互连材料CNT 的集成应用提供理论指导和工艺基础。
英文主题词Carbon nanotubes;chemical mechanical planarization;Integration interconnection;ballistic effect;Ohmic contact