內連線・金屬化
涵蓋銅鑲嵌製程、阻障層、低介電常數（low-k）層間介電層、通孔與接觸窗等連接電晶體的導線技術。多層內連線屬於後段製程（BEOL），隨著微縮其電阻與電容造成的訊號延遲成為效能上的重要課題。
比較文章（5 篇）
- 銅導線與鈷・釕導線的差異（先進節點導線材料比較）銅導線與鈷・釕導線最大的差異在於「微細導線中有效電阻率的變化行為」。銅的塊材電阻率為1.68μΩ・cm，屬於最低等級，但線寬在10nm以下時，表面散射與晶界散射會使有效電阻率急遽上…
- 銅導線與鋁導線的差異（半導體金屬連線比較）銅導線與鋁導線最大的差異在於「形成製程」。鋁導線是全面沉積後以乾式蝕刻形成圖形的傳統做法，電阻率約2.7μΩ·cm，且不易擴散，基本上不需要阻障金屬。銅導線則以鑲嵌法製作：先形成溝…
- Cu-CMP與W-CMP的差異（金屬 CMP 比較）兩者都是先讓金屬氧化再研磨的金屬 CMP，但材料特性完全相反。銅軟且容易腐蝕，因此以 BTA 等腐蝕抑制劑保護凹部、只研磨凸部的化學設計為核心，碟陷與侵蝕是主要課題。鎢硬且化學性質…
- ALD與PVD的差異（原子層沉積 vs 濺鍍沉積）ALD與PVD最大的差異在於「是化學性的自限反應，還是物理性的濺鍍」。ALD反覆進行前驅物的自飽和吸附，以Å精度沉積，能均勻覆蓋到深寬比超過50:1的通孔底部，最適合極薄阻障層。P…
- 背面供電（BSPDN）與正面供電的差異最大的差異在於「電源從晶圓的哪一側供應」。傳統的正面供電方式中，訊號導線與電源導線要在電晶體上方堆疊的多層內連線中爭奪同樣的導線層。電源從最上層的粗導線經過好幾層細導線才送達電晶體…
用語解說（21 個）
- 銅導線（鑲嵌製程）銅導線是在半導體元件的多層內連線中使用銅（Cu）的技術，以鑲嵌製程製作，電阻率比鋁約低40%，且抗電遷移能力較高。
- 鈷金屬導線鈷金屬導線是在半導體晶片的局部導線層（M0～M1左右）以鈷（Co）取代傳統鎢（W）或銅（Cu）的導線技術，因英特爾在10nm製程採用而廣為人知。
- 釕金屬導線釕金屬導線是以釕（Ru）取代傳統銅（Cu）作為半導體晶片細線導線材料的技術，最大特點是在導線寬度縮小至奈米尺度時，有效電阻率低於銅。
- 鉬導線（鉬內連線）鉬導線是以鉬（Mo）取代銅（Cu）作為半導體晶片微細導線材料的次世代內連線技術。
- 雙鑲嵌（Dual Damascene）雙鑲嵌是在形成半導體晶片多層內連線時，以同一道金屬填充步驟一次製作導線溝槽與通孔的製程，是銅導線製程的主流技術。
- 阻障金屬層阻障金屬層是形成於銅導線周圍的極薄金屬層，可防止銅擴散至層間介電層或矽中，同時確保附著性。銅在矽中擴散極快，會使電晶體特性嚴重劣化，因此鑲嵌結構的可靠度由阻障金屬層來確保。代表材料…
- 多層內連線多層內連線是為了將矽上數十億個電晶體電性連接，夾著絕緣膜將金屬導線層堆疊多層的結構。先進邏輯製程可達10層以上，各層以通孔（via）在垂直方向相連。導線製程稱為BEOL（後段導線製…
- 背面內連線技術背面內連線技術是在半導體晶片矽基板背面形成金屬導線之技術的總稱，可從電晶體上下兩面引出導線，同時改善導線密度與電源品質。
- Low-k介電材料（低介電常數材料）Low-k介電材料（低介電常數材料）是用於多層內連線層間介電層（ILD）、介電常數低於SiO₂（k≈3.9）的材料總稱，可降低導線間的寄生電容，減少RC延遲與功耗。
- 金屬 CMP（Cu・W 研磨）金屬 CMP 是以銅鑲嵌導線的多餘 Cu 去除與鎢插塞形成為主要用途的金屬研磨製程。研磨液中的氧化劑將金屬表面轉變為柔軟的變質層，腐蝕抑制劑（BTA）保護凹處，而在凸處磨粒會剝除保…
- ECD（電鍍・電化學沉積）ECD（電鍍・電化學沉積）是在電鍍液中以晶圓為陰極通電，使金屬離子還原析出以形成金屬膜的薄膜沉積技術。
- 層間介電層（ILD）層間介電層（ILD）是在多層內連線中，將各金屬導線層之間電性絕緣的膜層。在防止上下或相鄰導線短路的同時，負責將導線間的寄生電容維持在低水準。隨著微縮使導線間距縮小，電容造成的延遲成…
- 氣隙介電層（Air Gap）氣隙介電層（Air Gap）是以空氣取代固態低介電常數（Low-k）材料作為金屬導線間絕緣材料的技術。空氣的相對介電常數k＝1.0，比任何固體材料都低，可最大限度降低導線間寄生電容…
- 小丘（Hillock）小丘（Hillock）是在鋁或銅等金屬導線表面形成的小丘狀突起。熱處理加熱時，熱膨脹比矽大的金屬膜受到壓縮應力，原子擴散並在表面隆起而形成。由於會造成與上下或相鄰導線短路，以合金化…
- 通孔（Via）通孔（Via）是指在多層內連線中，為連接上下導線層而在層間介電層開設的孔，以及填入其中的導體。先進邏輯晶片中1顆晶片形成數十億個通孔，銅導線以雙鑲嵌製程與溝槽同時以電鍍填入。連接電…
- 絕緣膜（介電層）絕緣膜是不導電的薄膜，在半導體中用於電性隔離導線之間或電晶體電極之間。材料有SiO₂・SiN・high-k・low-k等，閘極絕緣層的介電常數越高越有利，層間介電層則為了降低導線間…
- 腐蝕（Corrosion）腐蝕（corrosion）是金屬與水分、氧、離子、藥液等發生化學反應而溶解或轉變為氧化物的劣化現象。在半導體領域，鋁導線蝕刻後殘留氯造成的腐蝕、銅CMP後的電化腐蝕（galvani…
- 晶界晶界是多晶材料中方向不同的晶粒彼此相接的邊界，原子排列較為紊亂。在複晶矽中，晶界會捕獲載子而使電阻升高；在微細銅導線中，電子散射會使電阻上升，晶界也會成為電遷移時原子的通道。可透過…
- 鎢（W）鎢（W）是原子序74、熔點最高的金屬，在半導體中用於連接電晶體與導線的接觸窗插塞，以及DRAM・3D NAND的字元線。其強項是能以六氟化鎢的CVD填入細而深的孔底部。微縮化使電阻…
- 介電常數（相對介電常數・k值）介電常數是表示絕緣體在電場中儲存電荷難易程度的數值，在半導體中使用相對於真空之比的相對介電常數（k值）。SiO₂約3.9，HfO₂約20～25。閘極絕緣層為了獲得大電容而使用高介電…
- 銅（Cu）銅（Cu）是原子序29、導電性僅次於銀的金屬，在半導體中是用於晶片內導線、焊線、凸塊、基板線路以及晶片間接合的核心材料。比鋁電阻低、更耐電遷移，但不易蝕刻且容易擴散，因此以鑲嵌法（…
最後更新：2026年10月8日