Simulation of the diffusion mechanism

through a barrier diffusion

Simulation du mécanisme de diffusion

à travers une barrière de diffusion

S. Bouslah, N. Mansouri*, A. Zaamouche

Département d’Electronique, Faculté des sciences de l’ingénieur, Université Mentouri Constantine, 25000 Constantine, Algérie

* Corresponding author. E-mail: nor_mansouri@yahoo.fr

Received : 15 February 2003; revised version accepted :06 June 2005

Abstract

Interconnections with Copper are more and more used in integrated circuits. However, this use poses the problem of the natural migration of Copper in Silicon. In order to avoid this contamination, the idea to insert a barrier of diffusion, between the connections is a very promising solution. In this paper, we are interested in modelling the diffusion mechanism through a Cu /barrier/ Si structure, in order to simulate diffusion process, between the moment of deposit and the instant of rupture. Two models are considered: the first supposes joints of grains parallel uniformly spaced and the second, cubic grains uniformly disposed.

Keywords : Diffusion ; Barrier ; Polycristal ; Cu ; Si.

Résumé

Les interconnexions en cuivre, sont actuellement de plus en plus utilisées dans les circuits intégrés pour remplacer celles en aluminium. Cette utilisation pose cependant, le problème de la migration naturelle du cuivre dans le Silicium. Afin d'éviter cette contamination, l’idée d'insérer une barrière de diffusion, entre les connexions et le circuit, s'est imposée comme une solution très prometteuse. Dans cet article, nous nous sommes intéressés à la modélisation du mécanisme de diffusion à travers une structure Cu/ barrière/ Si, dans le but de simuler ce qui s’y passe, entre le moment du dépôt et l'instant de la rupture. Deux modèles sont considérés: le premier suppose les joints de grains parallèles uniformément espacés et le deuxième, des grains cubiques uniformément disposés.

Mots clefs : Diffusion ; Barrières; Polycristal; Cu; Si.

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