横跨各个节点的金属化工艺详解（上）

好了，废话不多说，看一下金属化工艺的的内容要点

介绍一下金属化-1，金属化-2...金属化n，看到没，前面介绍过的名词，这里会再次出现，这回就不陌生了吧！(*^▽^*)

我们来看一下器件的栅，源漏常见的金属材料：

栅：从最古老的metal gate（不是High-k，而是非自对准铝栅工艺），到普遍适用的自对准用多晶硅，以及减小栅极接触电阻的金属硅化物；

源漏：各种Salicide，其中WSi2和TiSi2，CoSi2一般用于0.25um以上工艺；

           NiSi已经是纳米级别工艺使用的了

           Pt和Au在一些特种工艺上以及DRAM上使用。

互联介绍：

     

金属硅化物介绍

多晶硅：其可耐高温的特性，决定了其更优越的特性，替代了铝栅工艺

金属硅化物：

TiSi2和CoSi2介绍：第一次退火形成的Salicide的电阻率不够低，需要第二次退火，改变相图，形成低阻相，达到降低接触电阻的目的

工艺简介：一般用RTP（快速热退火）工艺来完成硅化物的生成以及相图转变，其工艺温度和工艺时间需要控制好，以防止硅化物消耗过多的多晶硅，反而起到相反的效果；

钛硅化物：

钴硅化物介绍

钴是重金属，一般要防止重金属沾污，工艺中都会使用特殊的片盒。

镍金属硅化物：用于纳米量级工艺，可以提供更低的接触电阻。

钨金属硅化物：

金属硅化物虽然使用不是很广泛，但是还是有些0.5um附近的工艺在使用WSi作为降低栅极的接触电阻的金属硅化物的。

铝及铝合金介绍：

常见金属的电阻率对比，结果显而易见，现在用Cu是必然结果，而银太贵了，没办法普及。

早期的工艺，用铝和硅直接接触，导致Spike失效出现。

Spike示意图：

单纯的铝还有电迁移的问题，这个是可靠性的范畴，后面把工艺讲的差不多了再升级到可靠性问题上，这里只要知道，电迁移会导致铝断路或者短路即可。

电迁移的预防：前面讲了，单纯的铝在硅中的固溶度达到了1%，很容出现Spike，或者硅扩散到铝内（硅析出），因此要防止这一现象，并且提高抗电迁移的特性，于是一般加入硅，防止铝硅的互溶，加入铜，提高抗电迁移的能力，因为铜原子量比较重，掺入铜后，在电流作用下，不容易拉动铝和铜一块运动从而改善了电迁移的问题。

铝合金的淀积：看图吧！挺详细的

金属CVD反应腔示意图：

CVD和PVD比较，挺像的，发挥各自的优点，用在不同的层次

CVD铝：到目前为止，貌似还不能取代W塞，应该是一个失败的发展方向，了解一下好了。

其缺点注定没有取代铜工艺。

膜层质量好的PVD工艺的铝铜合金：没有了硅的加入，还是会有Spike风险，于是需要阻挡层，一般用Ti TiN来作为阻挡层

热铝工艺温度太高，会有各种问题的风险（hill lock），建议用低温工艺

好了，今天就到这里，金属种类太多了，要写的也太多，明天继续更新下半部分，今天的内容也挺多了，希望各位温故知新，多看看有好处的。

恩，今天就到这，各位明天见。