在去年12月在舊金山舉辦的IEEE國際電子設(shè)備大會（IEDM）上，英特爾公司闡述了將鈷金屬應(yīng)用于10納米芯片最細(xì)連接線的設(shè)想；英特爾和格羅方德公司都詳細(xì)介紹了用鈷代替鎢制成的電接觸材料設(shè)備的性能。
目前的電腦芯片中，多采用銅線連接芯片，銅金屬的電阻率比鋁、鎢甚至是鈷都要低，但隨著半導(dǎo)體行業(yè)中晶體管體積的縮小，銅線在更小尺度上就很容易受到電遷移的影響，造成損傷。為了保護(hù)銅互連，需要在纖細(xì)的線路中鑲嵌其他材料，如氮化鉭甚至是鈷。應(yīng)用材料經(jīng)理、半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商凱文?莫賴斯（Kevin Moraes）說：“銅原子很容易移動，需要用1到2納米的阻擋層來控制它?！?/p>
當(dāng)銅互連變小時，氮化鉭襯里依然保持相對較厚，因?yàn)閷⒁r里尺寸縮小得比1納米還要薄是十分困難的。當(dāng)銅接線小到一定程度時，襯里的厚度會大于接線。紐約市約克敦海茨IBM沃森研究中心的研究員丹尼爾?埃德爾斯坦說“襯里占據(jù)了銅的空間，加大了線路電阻率?！薄皩τ陔娋€來說，電阻太大總歸是不好的?！?/p>
在國際電子設(shè)備大會上，英特爾在報告中指出，在10納米加工技術(shù)的兩層超薄布線層（互聯(lián)最?。┲惺褂免捇ヂ?lián)，電遷移減少了1/10至1/5，電阻率是原來的一半。改善后的互連線路將有助于半導(dǎo)體行業(yè)克服線路問題，進(jìn)一步縮小晶體管尺寸。
英特爾公司是第一個將芯片中的銅換成鈷的公司。在工藝改進(jìn)過程中，英特爾公司曾經(jīng)將與晶體管柵極接觸的鎢金屬層替換成鈷金屬層。之前選擇用鎢是因?yàn)殒u有彈性且不會有電遷移問題，但是鎢的電阻率很高。
值得注意的是，雖然目前來看鈷是最好的替代材料，但芯片制造商如三星、臺積電并沒有公開使用鈷材料，半導(dǎo)體咨詢公司VLSIresearch的首席執(zhí)行官丹?哈奇森（Dan Hutcheson）說：“最大的問題是在哪里植入新技術(shù)。如果你過早應(yīng)用，就會產(chǎn)生很多成本。英特爾愿意為此付出高價，并且他們有能力調(diào)試新的材料?！?/p>
尤其是隨著鈷價的飆升，成本確實(shí)是個棘手問題。數(shù)據(jù)顯示，截至3月底金屬鈷價格漲至664166.69元/噸，3月鈷價漲幅9.12%。
相比于銅來說，鈷的電阻率是其3倍，但電遷移的可能性要小得多。因此，制造商紛紛轉(zhuǎn)而利用鈷作為金屬層材料，構(gòu)成晶體管之間以及晶體管內(nèi)部的短程連接。而在其他芯片的布線層，由于線路更粗且連接距離更遠(yuǎn)，因此還是使用銅更好。
