銀導體連線技術

Silver Interconnect Technology

鍾朝安

《國家奈米元件實驗室奈米通訊》 20卷1期 (2013/03) Pp. 26-33

摘要

近來消費性電子產品需求日增，像是智慧型手機、平板電腦、大螢幕多功能電視等，要求可上網、可玩線上遊戲、可照相、可看動畫或影片、還要具備文書處理功能、可以上社群網站等功能，消費者對這些電子產品的要求是越來越嚴格，供應商們無不絞盡腦汁滿足各類族群的需求，誰也不想錯失這龐大商機。從元件發展角度來看，這些要求都對應著一些關鍵性技術的發展，元件製作技術必須持續不斷提升，滿足速度快、小尺寸以降低成本與提高可積集度、多元功能、高記憶體容量、省電、及高效能等。一方面不僅元件的架構需不斷改進，像是Intel在22奈米採用鰭式電晶體（Fin FET）結構，把原先的二維平面結構發展成三維堆疊，不僅元件操控能力變好，亦降低其操作功率；另一方面，新材料的研究更是提供更多的製程選擇與發展。過去10年，金屬連結導線從鋁合金換成銅合金，效能有效提升（低阻值、高電致遷移抵擋能力）。未來10年，金屬導線是否還是同一種材料，或是其他材料可能取代銅合金，譬如：金屬銀、奈米碳管、石墨烯、矽光訊號傳輸等，它們都具有優異的特性可當電訊號傳輸媒介，本文將針對銅製程微縮所面臨問題與銀金屬用在連結材料的過去與未來發展作介紹。

關鍵字

金屬導體連線 ； 銅 ； 銀 ； 電致遷移 ； 高溫擴散

並列摘要

In view of commercial electronic product requirements, the integration circuit (IC) manufacturing technology needs to keep moving to fulfill multiple purposes. Not only the architecture of device changes from planar 2D to 3D for high speed, low power operation but also the breakthrough of functional materials in special process provides higher feasibility in device performance enhancement. In past decade, better performance was achieved using copper in place of aluminum. We wonder that Cu will be still suitable for next 10 years or be replaced by another new material, like silver, carbon nanotube, graphene or photonic interconnect technology. In this paper, we will introduce the challenges of Cu when scaling and the potential for silver in interconnect application.

並列關鍵字

Interconnect ； Copper ； Silver ； Electromigration ； Thermal Diffusion