Beitrage zur Technologieentwicklung fur die Erzeugung von Airgap-Strukturen in Metallisierungssystemen in integrierten Schaltkreisen

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2008 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 2, Technische Universitat Chemnitz, 231 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Arbeit beschreibt die Entwicklung und Evaluierung zweier neuartiger Technologien (Maske und Spacer) zur Erzeugung von Airgap-Strukturen in Mehrebenenmetallisierungen integrierter Schaltkreise. Ausgangspunkt der Arbeit bildet die Aufarbeitung der Thematik der low-k Materialien sowie der aus der Literatur bekannten Airgap-Ansatze. Es werden die beiden entwickelten Konzepte zur Airgap-Erzeugung prinzipiell beschrieben und hinsichtlich der definierten Zielstellungen (konventionelle Prozessierung, Skalierbarkeit, selektiver Eintrag) sowie vergleichend zu alternativen Airgap-Ansatzen diskutiert. Im Fortgang werden Praparationen beider Technologien vorgestellt und deren Machbarkeit nachgewiesen. Die Erprobung und Optimierung einzelner Prozesse werden dokumentiert. Anhand der funktionsbedingten Anforderungen an Materialien und Grenzflachen werden ausgewahlte Integrationsaspekte untersucht. Den Schwerpunkt bildet dabei der Einfluss von Fluorwasserstoffsaure auf elektrisch leitfahige und dielektrische Diffusionsbarrieren, Kupfer sowie deren Verbund. Es werden Moeglichkeiten gezeigt, unerwunschte Wechselwirkungen zu minimieren und die Zuverlassigkeit der defektfreien Airgap-Erzeugung zu steigern. Die Arbeit beinhaltet zudem die Charakterisierung von Airgap-Strukturen entsprechend beider Ansatze hinsichtlich ihres elektrischen, thermischen und mechanischen Verhaltens fur variierte Geometrien und Materialeigenschaften. Es werden FEM Simulationen genutzt, um Messwerte zu verifizieren, Extrapolationen bei variierten Eingabedaten durchzufuhren oder nicht messbare Groessen zu extrahieren.