金属化和互连是半导体器件的重要组成部分 ，德州仪器TI金属化和互连

金属化和互连是半导体器件的重要组成部分，提供了连接集成电路中各个元素的路径。这些连接使晶体管、电阻、电容和晶圆上的其他组件之间的电信号和电力传输成为可能。我们将讨论金属化和互连的关键方面，包括材料选择以及缩放和性能相关的挑战。金属化是指在晶圆表面沉积金属层，作为器件各部分之间的电气连接。在创建p型或n型区域后，金属化过程通过导电材料确保内部电路之间的电气连接。这些金属层可以通过多种技术沉积，如溅射或电化学沉积（ECD）。然后对金属层进行图案化和蚀刻，以形成所需的互连结构。金属化和互连材料选择至关重要，因为它直接影响半导体器件的性能和可靠性。常用互连材料包括铝、铜和钨，它们具有低电阻率、良好的附着力和与底层半导体材料的兼容性。由于铜相对于铝具有更低的电阻率和更高的抗电迁移性，铜已成为许多先进半导体器件的首选材料。然而也带来了若干可靠性问题。首先，铜容易在高温下发生电迁移，导致导线断裂或短路。铜与其他材料的界面可能产生扩散问题，导致元器件性能劣化。此外，铜在腐蚀和氧化环境中易于受损，需要稳定的钝化层保护，这增加了制造工艺的复杂性。总之，铜互连的可靠性问题主要集中在电迁移、界面扩散和化学稳定性上。