将逻辑技术路线图缩小到1nm及以上，需要在线后端最关键的层中引入新的导体材料。
imec的研究人员展示了化学计量AlCu和Al2Cu薄膜的电阻率低至9.5µ- Ωcm，用于结合气隙的先进半大马士革互连集成方案中的新导体。
然而，在这种组合中，焦耳加热效应变得越来越重要，本周在日本京都举行的2021年国际互连技术会议(IITC 2021)上，该实验室在一篇论文中展示了12层后端线(BEOL)结构的加热效应。
铝和钌(Ru)的电阻率比传统的元素金属如铜、钴或钼低。在1纳米。Imec研究了铝化物薄膜的电阻率，包括AlNi, Al3Sc, AlCu和Al2Cu。在20nm及以上的厚度下，所有pvd沉积膜的电阻率与钼相当或低于钼。AlCu和Al2Cu薄膜的最低电阻率为9.5µ- Ωcm，低于Cu薄膜的电阻率。这些实验也表明了铝化物研究的挑战，如控制膜的化学计量和表面氧化。
随着3nm芯片计划在今年晚些时候推出，2nm技术的计划也在加快，全球研究人员的注意力正转向使用“金属间化合物”材料(如钌)的1nm节点。
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然而，在先进的半大马士革工艺技术中使用这些金属间化合物需要直接蚀刻模式金属，以实现更高的纵横比线。通过在金属线之间逐渐引入部分或完全的气隙，可以进一步改善钢筋混凝土的延迟。用电隔离气隙取代传统的低k介质有望降低按比例尺寸的电容。但气隙的导热性极差，这就引起了对操作条件下焦耳加热的担忧。
Imec已经量化了这一挑战，在局部2层金属互连水平上执行焦耳加热“校准”测量，并通过建模将结果投影到12层BEOL结构上。该研究预测，由于空气间隙的存在，气温将上升20%。金属线的密度起着重要的作用:较高的金属密度有助于降低焦耳热。
imec研究员、imec纳米互连项目主任Zsolt Tokei表示:“这些见解是改进半大马士革金属化方案作为1纳米及以上互连方案的关键。”“此外，imec正在扩展互连路线图，提供其他选项，包括混合金属化和新的中线方案，同时解决与工艺集成和可靠性相关的关键挑战。这些和其他主题将在今年的IITC会议上以9篇论文的形式呈现，说明了我们在全球研发工作中为亚2nm互连尺寸创造解决方案的影响。”
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