目前，替代性的金屬化材料（例如釕）和替代性的金屬化制程（例如半鑲嵌），正被密集的研究中，以前進(jìn)2納米或者以下制程技術(shù)的前段（BEOL）和中段（MOL ）互聯(lián)。

在前段設(shè)計(jì)中，imec提出了一種半鑲嵌（semi-damascene）整合技術(shù)，作為傳統(tǒng)的雙重鑲嵌（dual-damascene）的替代方案。為了能夠完全的發(fā)揮這種結(jié)構(gòu)技術(shù)的潛力，需要有除了銅（Cu）或鈷（Co）以外的其他金屬，它們可以被沉積而無(wú)擴(kuò)散阻擋層，且具有高的體電阻率，并可以被圖模式的使用，例如：減成蝕刻。這個(gè)結(jié)構(gòu)也可以增加互連的高度，并結(jié)合氣隙作為電介質(zhì)，將有望減少阻容（RC）延遲，這是后段制程的主要瓶頸。

Imec首次使用「釕」進(jìn)行金屬化，并在300mm晶圓上制造并特性化了雙金屬層的半鑲嵌模組。在30納米金屬間距線的測(cè)試結(jié)構(gòu)顯示，有超過(guò)80％以上的可重復(fù)性（無(wú)短路跡象），且使用壽命超過(guò)10年。同時(shí)釕的氣隙結(jié)構(gòu)的物理穩(wěn)定性可與傳統(tǒng)的銅雙重鑲嵌結(jié)構(gòu)相比。

Imec還展示了在先進(jìn)MOL接觸插塞中，使用「釕」替代鈷或鎢的優(yōu)勢(shì)。imec CMOS元件技術(shù)總監(jiān)Naoto Horiguchi指出，無(wú)阻絕層的釕，有潛力進(jìn)一步減小因縮小接觸面積而產(chǎn)生的接觸電阻。

在一項(xiàng)評(píng)測(cè)研究中，imec評(píng)估了釕和鈷，結(jié)果表明釕是替代MOL狹窄溝槽中的鈷，最有希望的候選方案。在0.3納米氮化鈦（TiN）內(nèi)襯（無(wú)阻擋層）的孔洞，填充釕的電阻的性能，優(yōu)于在相當(dāng)?shù)闹瞥讨刑畛溻挘ㄓ?.5納米氮化鈦?zhàn)钃鯇樱?。研究還證明，釕作為源極和汲極接觸材料，在p-硅鍺（SiGe）和n-硅（Si）上的接觸電阻率都較低，約為10-9Ωcm-2。

本文整合自：CTIMES、摩爾芯聞

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