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随着集成电路持续缩小尺寸，需要Cu在互连时候的表现出更出色的性能和可靠性。使用Cu作为金属材料的主要缺点是，Cu容易扩散到作为衬底材料的Si上面。因此，有必要对Cu和底层电介质材料之间添加阻挡材料，以防止Cu的扩散。随着集成电路的发展，互连结构的工作环境正变得越来越复杂。众所周知的是，在退火过程中，金属原子和离子晶体空位和位错的迁移率受到物理环境的影响，例如，温度场、电场和磁场。在纳米尺度和多场的条件下，对于Cu原子互联技术如何保持良好的扩散阻挡作用是相当具有挑战性的。然而，目前来说，在退火过程中，关于阻挡层材料的研究主要集中在失效机理问题上[15]。只要极少数人关注到了当存在电场作用时，Cu互连结构的扩散问题。来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

1。5 实验目的和意义

集成电路的发展对于现代科技进步具有重要的意义。所以在集成电路问世的几十年间，有关Cu互连技术的研究一直都是全球各大IC厂商的关注焦点。Cu作为目前主流的引线材料，虽然具有很多优点，但是它容易扩散缺点也很明显。在集成电路中，Cu扩散是引起器件工作异常和失效的重要原因。因此，合适的阻挡层研究在Cu互连技术中占有重要的地位。随着其特征尺寸的减小和元器件的发展，对于扩散阻挡层提出了更高的要求[17]。在扩散阻挡层材料的研究过程中，需要更多的关注扩散运动，这样才找出更合适的阻挡材料[18]。

在实际生产应用中，集成电路的工作环境越来越复杂。一般来说，集成电路的服役环境受到多种物理环境，像电场，温度场和电场等的综合影响。在分析扩散阻挡层失效的过程中，如果单纯只考虑一种物理环境对阻挡层失效的影响，显然是不全面的。因此研究Cu/Ta/Si互连结构在不同电场下的扩散现象，可以为阻挡层材料可靠性的提高提供参考。这对于半导体技术的发展来说具有重要的意义。