方案，在下游测试中MTTF获得了极大提高（图6b）。MTTF的提高表明，Ge-PSAB对改善EM性能具有内在潜力。
关于EM改进机制的详细情况还在研究中。通过同时处理几个失效模式，多步Ge-PSAB工艺有可能解决可靠性提高的问题。我们以前报导过时变介质击穿（TDDB）的改进同改善SiC和铜及低k介质的附着力有关，使沟槽内部的铜受到更好的包围5。本文中，对照样品和锗/铜界面附着能的测量结果都较高，二者差距不大。铜内部的锗分布（图3）表明，在Cu-SiC界面附近锗的浓度较高，同时此处CuGex（x<10 %）固态混合物处于平衡13。CuGex薄层有助于拖延
互连结构内部新生缺陷（空洞）的生长。此外，铜表面周围的覆盖层在低电阻率的可导金属周围形成分流层，将电流从界面转移至铜基体内。铜随电子流的扩散会扰乱CuGex/Cu结构的冶金学平衡，因为界面附近铜耗尽区域中锗的密度增大。根据下式，可知这就形成了一种与浓度梯度成正比的净力，与EM相反：
在对Ge-PSAB样品进行EM测试期间，可观察到“自修复”效应，这进一步支持了EM改善机制。通常地，通过线电阻的突然或平滑连续上升来表征EM。对于
Ge-PSAB，线电阻的微量增加在测试过程中可以自我修复，表明测试时孔洞的愈合。最近对电流加速系数n的测量，表明Ge-PSAB下游EM的n=1.2，比对照样品测试结果n=1.6低很多。因此，可以假设“自修复”现象使用Ge-PSAB处理的连线对电流密度相对不敏感。对Ge-PSAB的EM激活能的测量还在进行中，初步结果表明，结果与采用对照介质阻挡层方案的测试结果差不多，或者高5%左右。
结论
一种采用锗掺杂的新型PECVD PSAB工艺可提高对EM的抵抗力，而不会降低SM或介质可靠性。在低掺杂温度和优化曝光条件下，实现了对锗掺杂浓度和分布的控制。由于这种技术可能为当前和未来铜互连提高EM性能提供成本节约的方案，目前还在进行进一步工艺优化。
Author Information
Hui-Jung Wu is currently a senior technologist with the Process Applications Group at Novellus Systems. Prior to Novellus, he was with Intel and Honeywell. He holds a Ph.D. in chemistry from Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, N.Y.), and has over 15 publications and 21 granted U.S. patents.
References
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