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一种基于局部间断Galerkin方法的IC互连线电容提取策略
1
作者 朱洪强 邵如梦 +3 位作者 赵郑豪 杨航 汤谨溥 蔡志匡 《微电子学》 CAS 北大核心 2024年第1期127-133,共7页
求解椭圆方程的局部间断Galerkin(LDG)方法具有精度高、并行效率高的优点,且能适用于各种网格。文章提出采用LDG方法来求解IC版图中电势分布函数满足的Laplace方程,从而给出了一个提取互连线电容的新方法。该问题的求解区域需要在矩形... 求解椭圆方程的局部间断Galerkin(LDG)方法具有精度高、并行效率高的优点,且能适用于各种网格。文章提出采用LDG方法来求解IC版图中电势分布函数满足的Laplace方程,从而给出了一个提取互连线电容的新方法。该问题的求解区域需要在矩形区域内部去掉数量不等的导体区域,在这种特殊的计算区域上,通过数值测试验证了LDG方法能达到理论的收敛阶。随着芯片制造工艺的发展,导体尺寸和间距也越来越小,给数值模拟带来新的问题。文章采用倍增网格剖分方法,大幅减小了计算单元数。对包含不同数量和形状导体的七个电路版图,用新方法提取互连线电容,得到的结果与商业工具给出的结果非常接近,表明了新方法的有效性。 展开更多
关键词 局部间断Galerkin方法 寄生参数提取 互连线电容 集成电路工艺
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板级高速互连线的物理特征优化方法
2
作者 梁卓灏 杨其宇 《信息技术与信息化》 2024年第3期128-131,共4页
针对板级高速互连线的物理特征优化问题,采用非支配排序遗传算法Ⅲ(NSGA-Ⅲ)、推拉搜索算法(PPS)和TIGE2算法对其进行优化,主要针对板级高速互连线信号完整性的反射、串扰和损耗的多目标优化问题,并结合实际工程设计时的生产工艺、性能... 针对板级高速互连线的物理特征优化问题,采用非支配排序遗传算法Ⅲ(NSGA-Ⅲ)、推拉搜索算法(PPS)和TIGE2算法对其进行优化,主要针对板级高速互连线信号完整性的反射、串扰和损耗的多目标优化问题,并结合实际工程设计时的生产工艺、性能要求和材料成本设定了多个约束条件。对比优化前起始结构的目标函数和三种遗传算法优化结构的目标函数,结果显示,三种遗传算法都可以用于处理板级高速互连线的物理特征优化问题,其中NSGA-Ⅲ优化结构的目标函数总和最小,算法的运算时间较短,在实际的工程设计中更具备指导意义。 展开更多
关键词 遗传算法 信号完整性 板级高速互连线 非线性约束 多目标优化
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Cu互连线显微结构和应力的AFM及SNAM分析(英文) 被引量：1
3
作者 吉元 钟涛兴 +5 位作者 李志国 王晓东 夏洋 BALK L J LIU Xiao-xia ALTES A 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期56-59,共4页
在ULSI中采用Cu互连线代替Al以增加电子器件的传输速度和提高器件的可靠性。Cu的激活能约为 1 2eV ,而Al的激活能约为 0 7eV。Cu互连线寿命约为Al的 3～ 5倍。Cu大马士革互连线的制备工艺为 :在硅衬底上热氧化生成的SiO2 上开出凹槽 ,... 在ULSI中采用Cu互连线代替Al以增加电子器件的传输速度和提高器件的可靠性。Cu的激活能约为 1 2eV ,而Al的激活能约为 0 7eV。Cu互连线寿命约为Al的 3～ 5倍。Cu大马士革互连线的制备工艺为 :在硅衬底上热氧化生成的SiO2 上开出凹槽 ,在凹槽中先后沉积阻挡层Ta和晶种层Cu ,然后由电镀的Cu层将凹槽填满。最后采用化学机械抛光将凹槽外多余的Cu研磨掉。Cu互连线的尺寸为 :2 0 0 μm长 ,0 5 μm厚 ,宽度分别为 0 3 5、0 5、1至 3 μm不等。部分样品分别在 2 0 0℃ ,3 0 0℃和 45 0℃下经过 3 0min退火。利用原子力显微镜 (AFM)和扫描近场声学显微镜 (SNAM) ,同时获得形貌像和声像 ,分析了Cu大马士革凹槽构造引起的机械应力和沉积引起的热应力对Cu互连线显微结构及可靠性的影响。SNAM是在Topometrix公司AFM基础上建造的实验装置 ,实验采用的机械振动频率在 60 0Hz～ 10 0kHz之间。分析测试结果如下 :1.AFM和SNAM可以实现对微米和亚微米特征尺寸的Cu互连线的局域应力分布和显微结构的原位分析。2 .采用AFM、TEM、XRD观察和测试了Cu互连线的晶体结构 ,分析了大马士革凹槽工艺对Cu晶粒尺寸及取向的影响。平坦的沉积态Cu膜的晶粒尺寸约为 10 0nm ;而由大马士革工艺制备的凹槽中的Cu互连线的晶粒尺寸约为 70? 展开更多
关键词 Cu互连线 显微结构 应力 AFM SNAM 铜互连线 扫描探针显微镜 扫描近场声学显微镜 原子力显微镜
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超大规模集成电路互连线时延分析方法 被引量：2
4
作者 陈春鸿 王家诒 +1 位作者 龙忠琪 赵文庆 《浙江工业大学学报》 CAS 1997年第3期181-187,共7页
介绍近十年来互连线时延领域的主要研究方法，并指出存在的问题及将来值得进一步探索的课题和方向。
关键词 集成电路 互连线时延 VLSI 互连线电阻
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铝和铜互连线的晶粒结构及残余应力研究
5
作者 王晓冬 卫斌 +2 位作者 张隐奇 刘志民 吉元 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期81-86,共6页
采用X射线衍射仪和扫描探针显微镜,观察和测量了分别由大马士革工艺制备的Cu互连线和由反应刻蚀工艺制备的Al互连线的晶粒结构和应力状态.大马士革工艺凹槽中的Cu互连线受到机械应力的影响,使Cu互连线的晶粒尺寸（45~65 nm）小于Al互连... 采用X射线衍射仪和扫描探针显微镜,观察和测量了分别由大马士革工艺制备的Cu互连线和由反应刻蚀工艺制备的Al互连线的晶粒结构和应力状态.大马士革工艺凹槽中的Cu互连线受到机械应力的影响,使Cu互连线的晶粒尺寸（45~65 nm）小于Al互连线的晶粒尺寸（200~300 nm）;Cu互连线（111）的织构强度（2.56）低于Al互连线（111）的织构强度（15.35）;Cu互连线沿线宽方向的应力σ22随线宽的减小而增加,即沉积态和退火态的Cu互连线的σ22由73和254 MPa（4μm线宽）分别增加到104和301 MPa（0.5μm线宽）.Cu互连线和Al互连线的流体静应力σ均为张应力.Al互连线的主应力σ11、σ22和σ33随Al膜厚度的减小而增加.退火使Al互连线的σ11、σ22和σ33降低,表明Al互连线中的残余应力主要为热应力. 展开更多
关键词 Al互连线 Cu互连线 晶粒结构 织构 应力
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二维时域有限差分法提取高温超导互连线频变等效电路参数
6
作者 袁正宇 毛军发 +1 位作者 钱晓宁 李征帆 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期1089-1092,共4页
采用二维时域有限差分（ＦＤＴＤ）法分析用于超大规模集成电路（ＶＬＳＩ）封装互连的高温超导互连线的传输特性，并提取其频变等效电路参数．结合描述超导特性的Ｌｏｎｄｏｎ 第一方程与Ｍａｘｗｅｌｌ方程进行二维ＦＤＴＤ分析，建... 采用二维时域有限差分（ＦＤＴＤ）法分析用于超大规模集成电路（ＶＬＳＩ）封装互连的高温超导互连线的传输特性，并提取其频变等效电路参数．结合描述超导特性的Ｌｏｎｄｏｎ 第一方程与Ｍａｘｗｅｌｌ方程进行二维ＦＤＴＤ分析，建立稳定的差分格式．在时域模拟过程中，非均匀渐变网格划分法的运用和时间序列预测模型的提出，大大节约了计算机内存和计算时间．计算结果和三维ＦＤＴＤ法分析结果比较，一致性较好，且提高了分析效率． 展开更多
关键词 互连线 超导互连线 高TC VLSI 频变等效电路
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集成电路铜互连线及相关问题的研究 被引量：20
7
作者 宋登元 宗晓萍 +1 位作者 孙荣霞 王永青 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期29-32,共4页
论述了Ｃｕ作为互连金属的优点、面临的主要问题及解决方案，介绍了制备Ｃｕ互连线的双镶嵌工艺及相关工艺问题，讨论了Ｃｕ阻挡层材料的作用及选取原则，对低κ材料的研究的进展情况也进行了简要的介绍。
关键词 集成电路 铜互连线 阻挡层 低K电介质
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ULSI铜互连线技术中的电镀工艺 被引量：12
8
作者 张国海 钱鹤 +2 位作者 夏洋 王文泉 龙世兵 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期1093-1096,共4页
通过对电镀液中加入适当的整平剂和采用三步电流法 ,成功地将工业镀铜技术应用于 UL SI铜互连线技术中 ,实现了对高宽比为 1μm∶ 0 .6 μm的刻孔的无空洞、无裂缝填充 .方阻测试表明 ,所镀铜膜的电阻率为2 .0 μΩ· cm,X射线衍射... 通过对电镀液中加入适当的整平剂和采用三步电流法 ,成功地将工业镀铜技术应用于 UL SI铜互连线技术中 ,实现了对高宽比为 1μm∶ 0 .6 μm的刻孔的无空洞、无裂缝填充 .方阻测试表明 ,所镀铜膜的电阻率为2 .0 μΩ· cm,X射线衍射分析结果显示出的 Cu(111) 展开更多
关键词 集成电路 铜互连线 电镀工艺
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集成电路互连线用高纯铜靶材及相关问题研究 被引量：8
9
作者 高岩 王欣平 +3 位作者 何金江 董亭义 蒋宇辉 江轩 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期826-830,共5页
随着半导体技术的发展,芯片特征尺寸缩小到深亚微米和纳米时,铜互连技术在集成电路的设计和制造中成为主流技术,从而对高纯铜靶材的要求越来越高。从靶材制造的角度利用材料学的知识对铜靶材的晶体结构、纯度、致密度、微观组织及焊接... 随着半导体技术的发展,芯片特征尺寸缩小到深亚微米和纳米时,铜互连技术在集成电路的设计和制造中成为主流技术,从而对高纯铜靶材的要求越来越高。从靶材制造的角度利用材料学的知识对铜靶材的晶体结构、纯度、致密度、微观组织及焊接性能等方面作了分析,并且较全面地分析了可能影响靶材溅射性能的很多关键因素,从而为靶材供应商和集成电路制造商对于铜靶材的了解搭建了桥梁,为进一步开发超大尺寸的高纯铜靶材打下基础。 展开更多
关键词 集成电路IC 互连线 焊接强度 铜靶材 溅射
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ULSI中铜互连线技术的关键工艺 被引量：10
10
作者 张国海 夏洋 +1 位作者 龙世兵 钱鹤 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期146-149,共4页
简述了 ULSI中采用以铜作为互连线技术的工艺过程及其研究发展状况 ,并着重对铜互连线技术中扩散阻挡层的选取。
关键词 ULSI 铜互连线 扩散阻挡层 化学机械抛光 工艺过程 集成电路
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具有高压互连线的多区双RESURF LDMOS击穿特性 被引量：4
11
作者 乔明 周贤达 +3 位作者 段明伟 方健 张波 李肇基 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1428-1432,共5页
对600V以上级具有高压互连线的多区双RESURF LDMOS击穿特性进行了实验研究,并对器件进行了二维、三维仿真分析.利用多区P-top降场层的结终端扩展作用以及圆形结构曲率效应的影响,增强具有高压互连线的横向高压器件漂移区耗尽,从而降低... 对600V以上级具有高压互连线的多区双RESURF LDMOS击穿特性进行了实验研究,并对器件进行了二维、三维仿真分析.利用多区P-top降场层的结终端扩展作用以及圆形结构曲率效应的影响,增强具有高压互连线的横向高压器件漂移区耗尽,从而降低高压互连线对器件耐压的影响.实验与仿真结果表明,器件的击穿电压随着互连线宽度的减小而增加,并与P-top降场层浓度存在强的依赖关系,三维仿真结果与实验结果较吻合,而二维仿真并不能较好反映具有高压互连线的高压器件击穿特性.在不增加掩模版数、采用额外工艺步骤的条件下,具有30μm高压互连线宽度的多区双RESURF LDMOS击穿电压实验值为640V.所设计的高压互连器件结构可用于电平位移、高压结隔离终端,满足高压领域的电路设计需要. 展开更多
关键词 高压互连线 多区 双RESURF LDMOS 击穿电压
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0.18μmCMOS工艺下的互连线延迟和信号完整性分析 被引量：7
12
作者 孙加兴 叶青 +2 位作者 周玉梅 黑勇 叶甜春 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期93-97,共5页
随着深亚微米工艺技术条件的应用和芯片工作频率的不断提高 ,芯片互连线越来越成为一个限制芯片性能提高和集成度提高的关键因素 :互连线延迟正逐渐超过器件延迟 ;互连线上信号传输时由于串扰引起的信号完整性问题已成为深亚微米集成电... 随着深亚微米工艺技术条件的应用和芯片工作频率的不断提高 ,芯片互连线越来越成为一个限制芯片性能提高和集成度提高的关键因素 :互连线延迟正逐渐超过器件延迟 ;互连线上信号传输时由于串扰引起的信号完整性问题已成为深亚微米集成电路设计所面临的一个关键问题。文中分析了芯片中器件和互连线的延迟趋势 ,模拟分析了 0 .1 8μm CMOS工艺条件下的信号完整性问题。 展开更多
关键词 互连线延迟 串扰 信号完整性 噪声
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三维封装电迁移Cu互连线的多物理场模拟仿真 被引量：9
13
作者 张墅野 鲍天宇 +1 位作者 修子扬 何鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期2133-2138,共6页
随着三维封装微互连尺寸向亚微米发展,电流密度大、应力大、散热困难等问题愈发严重,原子尺度迁移失效现象逐渐成为超大规模集成电路不可忽视的可靠性问题。铜比铝的电阻率低,抗电迁移性能更好,是新一代的可靠互连材料,但是对铜互连的... 随着三维封装微互连尺寸向亚微米发展,电流密度大、应力大、散热困难等问题愈发严重,原子尺度迁移失效现象逐渐成为超大规模集成电路不可忽视的可靠性问题。铜比铝的电阻率低,抗电迁移性能更好,是新一代的可靠互连材料,但是对铜互连的原子迁移研究仍有不足。现有的电迁移(Electromigration)可靠性解析化模型主要针对单根金属线恒定温度情形下的电迁移分析,这种方法虽然计算较为简单,但是对现实情况的指导意义较小,主要原因:一是现实情况下高密度集成电路中存在温度梯度,二是互连线的三维结构对互连线的温度以及电流分布有重要影响,而这些参数严重影响着金属原子的抗电迁移性能。本工作提出一种新的电迁移仿真建模方法,通过COMSOL多物理场软件建立了经典三维Cu互连线结构。通过有限元仿真得到三维互连线的温度、电流密度和应力分布,获得了更优的数据仿真结果。结果显示,金属互连线中电流在直角内侧有严重的淤积现象,电迁移在互连线转折处最为剧烈;高温区域位于直角内外侧之间,热迁移的程度随着温度的升高而升高;高应力区域主要是互连线的外边缘处,但是应力迁移在总体电迁移中占比较小,几乎可以忽略。另外,Cu互连线的抗电迁移性能总体优于Ag互连线,是优异的高密度集成电路导体材料。 展开更多
关键词 电迁移 互连线 原子扩散通量散度 温度影响 材料影响
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集成电路互连线寿命的工艺缺陷影响分析 被引量：7
14
作者 赵天绪 段旭朝 郝跃 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期227-232,共6页
在深亚微米和超深亚微米集成电路中,互连线失效是影响集成电路可靠性的主要因素之一.由于在集成电路制造过程中存在着缺陷,缺陷的出现导致了集成电路可靠性的下降,尤其是出现在互连线上的丢失物缺陷加剧了互连线的电迁移效应,因此电迁... 在深亚微米和超深亚微米集成电路中,互连线失效是影响集成电路可靠性的主要因素之一.由于在集成电路制造过程中存在着缺陷,缺陷的出现导致了集成电路可靠性的下降,尤其是出现在互连线上的丢失物缺陷加剧了互连线的电迁移效应,因此电迁移失效依然是其主要的失效模式.文中讨论了电路的互连线的寿命模型,分析了丢失物缺陷以及刻蚀工艺的扰动对互连线宽度的影响,提出了新的互连线寿命估计模型.该模型还考虑了线宽、线长和缺陷峰值粒径等因素对导线寿命的影响.利用该模型可以估算出受丢失物缺陷以及刻蚀工艺扰动影响的互连线的寿命变化情况,这对IC电路设计有一定的指导作用.文中还利用模拟实验证明了该模型的有效性. 展开更多
关键词 互连线寿命 电迁移 工艺扰动 缺陷
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互连线延时和串扰的估算方法 被引量：1
15
作者 陈彬 杨华中 汪蕙 《电路与系统学报》 CSCD 2003年第6期100-106,共7页
本文综述了集成电路中互连线的延时和串扰的估算方法,分析了各种估算方法的精度和复杂度,同时提出了今后互连线延时和串扰估算所需要解决的新问题。
关键词 互连线延时 互连线串扰 延时恶化
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互连线分布电容偏差计算的非均匀有限差分法 被引量：4
16
作者 张瑛 肖亮 +1 位作者 吴慧中 孙晋 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期740-744,共5页
为精确快速提取二维互连线电容分布参数,该文采用测度不变方程法计算互连线电势分布,探讨了导体尺寸微小扰动对电容分布参数的影响。通过对电势进行拉格朗日展开提出了导体尺寸小扰动产生的电容偏差的非均匀网格精确计算方法,该方法不... 为精确快速提取二维互连线电容分布参数,该文采用测度不变方程法计算互连线电势分布,探讨了导体尺寸微小扰动对电容分布参数的影响。通过对电势进行拉格朗日展开提出了导体尺寸小扰动产生的电容偏差的非均匀网格精确计算方法,该方法不需要改变电场求解的代数方程组规模,从而大大减少计算复杂度。以Weeks带状线模型为实例将该文算法与均匀网格方法进行了比较,实验结果表明该方法能够在几乎不增加内存的情况下将计算速度提高数倍甚至数10倍。 展开更多
关键词 电容偏差 非均匀网格 分布参数 互连线
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集成电路互连线电迁移测试方法与评价 被引量：3
17
作者 吴丰顺 王磊 +2 位作者 吴懿平 张金松 姜幼卿 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期489-492,共4页
　介绍了研究集成电路互连线电迁移的两种方法:加速寿命试验和移动速度试验。对加速寿命试验进行了分析和评价。分析表明,加速寿命试验方法存在高应力条件与正常工作条件下互连线电迁移中金属离子扩散机制不同、BLACK方程的使用范围有... 　介绍了研究集成电路互连线电迁移的两种方法:加速寿命试验和移动速度试验。对加速寿命试验进行了分析和评价。分析表明,加速寿命试验方法存在高应力条件与正常工作条件下互连线电迁移中金属离子扩散机制不同、BLACK方程的使用范围有限、受试件特殊结构影响和电阻温度系数TCR随温度变化等问题。介绍了一种改进方法。详细介绍了移动速度试验,指出了其在互连线电迁移研究中的应用。 展开更多
关键词 集成电路 互连线 电迁移 加速寿命试验 移动速度试验
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串扰约束下超深亚微米顶层互连线性能的优化设计 被引量：4
18
作者 王颀 单智阳 +1 位作者 朱云涛 邵丙铣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期214-219,共6页
优化顶层互连线性能已成为超深亚微米片上系统(SOC)设计的关键.本文提出了适用于多个工艺节点的串扰约束下顶层互连线性能的优化方法.该方法由基于分布RLC连线模型的延迟串扰解析公式所推得.通过HSPICE仿真验证,对当前主流工艺(90nm),... 优化顶层互连线性能已成为超深亚微米片上系统(SOC)设计的关键.本文提出了适用于多个工艺节点的串扰约束下顶层互连线性能的优化方法.该方法由基于分布RLC连线模型的延迟串扰解析公式所推得.通过HSPICE仿真验证,对当前主流工艺(90nm),此优化方法可令与芯片边长等长的顶层互连线(23.9mm)的延时减小到182ps,数据总线带宽达到1.43 GHz/μm,近邻连线峰值串扰电压控制在0.096Vdd左右.通过由本方法所确定的各工艺节点下的截面参数和性能指标,可合理预测未来超深亚微米工艺条件下顶层互连线优化设计的发展趋势. 展开更多
关键词 顶层互连线设计 分布RLC模型 连线串扰 延时带宽因子
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用MatLab仿真高阶RC模型的互连线特性 被引量：5
19
作者 袁宝国 章文斌 +1 位作者 冯培昌 靳炜 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第6期1220-1221,1224,共3页
用MatLab软件,对超大规模集成电路互连线的高阶王氏RC梯形电路模型在时域和频域进行仿真。结果显示,①100阶模型与2000阶模型单位阶跃响应0.9的上升时间仅相差9.5‰,表明用100阶模型仿真已足够精确。②通过仿真,确定了一个来自实际的互... 用MatLab软件,对超大规模集成电路互连线的高阶王氏RC梯形电路模型在时域和频域进行仿真。结果显示,①100阶模型与2000阶模型单位阶跃响应0.9的上升时间仅相差9.5‰,表明用100阶模型仿真已足够精确。②通过仿真,确定了一个来自实际的互连线的通频带宽度。③测定了分布电阻和分布电容对互连线阶跃响应的上升时间及其通频带宽度的影响。④高阶仿真结果与1阶模型的理论结果相比,定性描述相同,定量描述差异较大,因此,用高阶模型对互连线的分布电路性质进行准确描述有一定的必要。 展开更多
关键词 计算机仿真 超大规模集成电路 互连线 分布电路 状态空间方程
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ULSI铜互连线CMP抛光液的研制 被引量：9
20
作者 王新 刘玉岭 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1006-1008,共3页
介绍了一种碱性抛光液 ,选用有机碱做介质 ,Si O2 水溶胶做磨料 ,依据强络合的反应机理 ,克服了 Si O2 水溶胶做磨料对铜去除速率低及在溶液中凝胶的难点 .实验结果表明 :该抛光液适用于 Cu化学机械抛光过程第一阶段的抛光 ,并达到了高... 介绍了一种碱性抛光液 ,选用有机碱做介质 ,Si O2 水溶胶做磨料 ,依据强络合的反应机理 ,克服了 Si O2 水溶胶做磨料对铜去除速率低及在溶液中凝胶的难点 .实验结果表明 :该抛光液适用于 Cu化学机械抛光过程第一阶段的抛光 ,并达到了高抛光速率及铜 /钽 /介质层间的高选择性的效果 . 展开更多
关键词 ULSI 铜互连线 化学机械抛光 抛光液 SiO2水溶胶
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