Language
Country/Area
No result found
Proses 'Damaxin' yang misterius: Bagaimana tembaga mengisi saluran kecil dengan sempurna?
Sejak IBM dan Motorola pertama kali menggunakan tembaga dalam interkoneksi sirkuit terpadu pada tahun 1997, proses revolusioner ini terus mengubah wajah industri semikonduktor. Dibandingkan dengan aluminium, konduktivitas tembaga yang unggul memungkinkan banyak IC dirancang dengan kabel yang lebih tipis dan secara signifikan mengurangi konsumsi energi, yang pada akhirnya meningkatkan kinerja secara keseluruhan.
Keunggulan tembaga tidak hanya terletak pada konduktivitasnya, tetapi juga pada ketahanannya terhadap elektromigrasi selama aliran arus listrik.
Namun, proses peralihan dari aluminium ke tembaga tidaklah mudah. Ini memerlukan teknologi dan proses manufaktur yang sama sekali baru, termasuk perombakan total metode pola logam. Teknik sebelumnya, yang mengandalkan topeng fotoresist dan plasma etching, belum berhasil untuk aplikasi tembaga. Hal ini memaksa para ilmuwan untuk memikirkan kembali proses pola logam, yang pada akhirnya mengembangkan metode yang disebut proses Damaskus.
Proses pembuatan Damasin
Dalam proses damazine, lapisan isolasi silikon oksida yang mendasarinya perlu dipahat menjadi alur yang jelas untuk menentukan lokasi konduktor, dan kemudian lapisan isolasi dilapisi dengan tembaga tebal untuk melebihi volume pengisian yang dibutuhkan. Kemudian, melalui teknologi chemical mechanical planarization (CMP), tembaga yang berada di atas lapisan isolasi dihilangkan, meninggalkan tembaga yang tenggelam ke dalam lapisan isolasi sebagai konduktor yang halus dan fungsional.
Proses ini memungkinkan para ilmuwan untuk mengisi sebanyak sepuluh atau lebih lapisan logam dalam struktur interkoneksi multilapis, yang menunjukkan ketahanan dan skalabilitas proses Damazine.
Peran logam pemblokiran
Penutupan lengkap lapisan logam penghalang sangat penting untuk memastikan penggunaan konduktor tembaga yang efektif. Difusi tembaga yang berlebihan dapat menyebabkan interaksi yang tidak diinginkan dengan material di sekitarnya, terutama risiko tembaga membentuk perangkap yang dalam di silikon. Oleh karena itu, logam penghalang harus mengurangi sifat difusi tembaga sambil mempertahankan kontak listrik yang baik. Lapisan penghalang yang tipis dapat menyebabkan kontaminasi kontak, sementara lapisan yang tebal meningkatkan resistansi secara keseluruhan.
Tantangan Elektromigrasi
Dalam elektronika, elektromigrasi adalah proses di mana konduktor logam berubah bentuk di bawah pengaruh arus listrik, yang pada akhirnya dapat menyebabkan konduktor putus. Karena tembaga mengungguli aluminium dalam proses ini, ia dapat mendukung arus yang lebih tinggi melalui kawat berukuran sama, menjadikannya bahan konduktor pilihan dalam industri semikonduktor.
Dengan perkembangan teknologi, penerapan bahan tembaga menjadi semakin matang dan telah menjadi inti industri semikonduktor saat ini.
Pengembangan lebih lanjut teknologi elektrodeposisi superkonformal
Ketika frekuensi prosesor mencapai 3 GHz pada tahun 2000-an, kopling RC kapasitif dari interkoneksi menjadi faktor pembatas kecepatan utama. Pada saat ini, pilihan tembaga adalah untuk mempertimbangkan kebutuhan kinerja impedansi rendah dan kapasitansi rendah. Proses elektroplating tembaga didasarkan pada lapisan benih yang melekat, diikuti oleh elektrodeposisi superkonformal untuk mengisi saluran kecil. Berbagai aditif yang terkandung dalam proses ini juga mengoptimalkan pengisian tembaga di saluran yang sesuai.
Model superkonformitas terhadap elektrodeposisi
Dalam elektrodeposisi logam superkonduktor, ada dua model utama untuk menjelaskan mekanismenya. Yang pertama adalah model konsentrasi adsorben yang ditingkatkan kelengkungan, yang menekankan pentingnya akselerator di saluran bawah; yang kedua adalah model resistansi diferensial negatif tipe-S, yang menyatakan bahwa peran inhibitor lebih signifikan. Meskipun argumen mereka berbeda, keduanya menekankan faktor-faktor kunci untuk meningkatkan konduktivitas listrik.
Prospek Masa Depan
Seiring dengan terus meningkatnya permintaan teknologi semikonduktor, aplikasi tembaga dan teknologi terkait juga berkembang. Saat ini, para ilmuwan tengah mencari material baru dan teknologi manufaktur yang lebih efisien untuk menggantikan metode ikatan tembaga-silikon tradisional dalam upaya mengatasi kendala saat ini. Jadi, bagaimana penelitian di bidang ini akan memengaruhi industri semikonduktor di masa mendatang?
