了解高级半导体节点的电线电阻

在评估先进半导体器件中金属线宽的收缩时，体积电阻率并不是推导电阻的唯一材料特性。在较小的线尺寸下，局部电阻率受晶界效应和表面散射的影响。因此，整个线路的电阻率是变化的，电阻提取需要考虑这些次级现象，以提高电阻精度。

不同几何形状下的金属电阻率与特征尺寸([1]，[2])有关，其典型关系如图1(a)所示。因此，电阻率建模的一种方法是根据经验数据将电阻率设为线宽的函数。理想结构的电阻率估计结果如图1b所示;粗导线的中心电阻率接近体积值，细导线的电阻率贯穿较高。

作为电阻建模的演示，使用SEMulator3D的内置功能建模一个DRAM埋字线并提取其电阻^®．字线的底部有一个特殊的凸起，它跨越了一系列鞍鳍晶体管(图2)，在“鞍”之间有楔形的底部区域。由于形状不规则，基于几何的电阻率对狭窄的字线电阻率值有显著影响(图3)。沿字线横截面的电阻率在中心显示近体积电阻率，在边缘和底部显示较高的电阻率(图3c)。

为了探讨过程变化对DRAM字线电阻的影响，然后使用Semulator3D中的Monte Carlo仿真方法完成具有200个虚拟制造循环的研究。进行该实验以确定影响电阻的重要过程参数。基于线性回归分析，在形成有源区域时识别出电阻的显着参数，识别为硅蚀刻选择性，心轴蚀刻横向比，高k电介质厚度和硅蚀刻（图4）。使用该灵敏度分析的结果，可以启动过程更改以优化设备电阻。在我们的示例中，WordLine次址深度和蚀刻选择性（到有源区域硅）对字线电阻具有最大的影响（图5），并且可以调整它们直到实现目标纹理的电阻。

理解电阻率和器件几何形状之间的关系是重要的，当计算不同金属结构的小线宽电阻。这种理解在提取具有挑战性的几何图形的阻力时是至关重要的，比如那些在DRAM单词行中发现的阻力。利用精确的电阻提取技术和虚拟变分研究，可以优化工艺参数，以满足DRAM器件和其他先进技术的电阻目标。

引用:

1. 乔塞尔，丹尼尔，塞维尔特·h·布隆格斯马，佐索特Tőkei。纳米级互连的尺寸依赖性电阻率材料研究年度回顾39岁的没有。1(2009年8月):231-54。
2. 王文杰，王文杰，王文杰，王文杰，“亚50nm铜基互连的工艺研究”，固体电子技术，Vol. 47, no . 7, 2003, page 1237-1241。