冲电镀。由于１μｍ的Cu电镀层太薄，镀层受到较强基体效应的影响，电沉积条件对晶面的影响很小，因此籽晶层的晶面在很大程度上决定了镀层的晶面情况。有文献报道，当Cu镀层超过４μｍ后，就基本不受基体外延的影响，而主要由电沉积条件决定，形成绝对优势的择优晶面取向。
2.3 ＡＦＭ测量结果
图３为脉冲电镀与直流电镀电沉积Cu镀层表面粗糙度ＲＭＳ（ｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅ）与电流密度的关系。可见脉冲所得镀层表面粗糙度仅为几个纳米，而直流所得镀层表面粗糙度在１０nm以上，最大时甚至达到了４０nm，这样大的粗糙度将为后续CMP工艺造成极大的困难。而平整的表面可以为CMP工艺提供一个易于进行处理的基底表面，采用脉冲电镀Cu镀层的表面粗糙度ＲＭＳ比直流电镀的低。
2.4 SEM测量结果
图４为脉冲电镀与直流电镀电沉积Cu镀层的SEM照片。由于有机添加剂将极大地影响Cu晶粒的生长过程，为了单独考察电沉积条件对晶粒生长的影响，SEM测量的是在没有三种添加剂情况下得到的镀层。可见在相同的电流密度下，脉冲所得镀层的表面晶粒密度远大于直流。之所以会出现这样的差别，原因在于脉冲关断时间虽然对电镀效率没有贡献，但它并不是一个"死时间"。在关断周期内可能发生一些对电结晶过程很有影响的现象，如重结晶、吸脱附等。在关断时间内，晶粒会长大，这是由于晶粒在关断时间内发生了重结晶现象。从热力学规律可知，晶粒越大越稳定。集成电路芯片互连中通常需要较大尺寸的晶粒，因为大尺寸晶粒的晶粒边界较少，偏折电子的几率较小，相应的电阻系数也较小，抗电迁移能力也更强［11］。
3 结语
本文研究了脉冲电镀和直流电镀所得Cu镀层电阻率、织构系数、晶粒大小和表面粗糙度等特性参数。实验结果表明，在相同电流密度条件下，脉冲电镀所得Cu镀层电阻率较低、表面粗糙度较小、表面晶粒尺寸和晶粒密度较大，而直流电镀所得镀层（111）晶面的择优程度优于脉冲。脉冲电镀对电沉积过程有着更强的控制能力，能降低浓差极化，改善镀层物理性能，获得致密的低电阻率金属电沉积层，所得镀层在很多性能方面优于直流电镀。在超大规模集成电路Cu互连技术中，脉冲电镀将有良好的研究应用前景。
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