在去年12月在三藩市舉辦的IEEE國(guó)際電子設(shè)備大會(huì)（IEDM）上，英特爾公司闡述了將鈷金屬應(yīng)用于10納米晶片最細(xì)連接線的設(shè)想；英特爾和格羅方德公司都詳細(xì)介紹了用鈷代替鎢製成的電接觸材料設(shè)備的性能。
目前的電腦晶片中，多採(cǎi)用銅線連接晶片，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)中電晶體體積的縮小，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(shuō)：“銅原子很容易移動(dòng)，需要用1到2納米的阻擋層來(lái)控制它?！?/p>
當(dāng)銅互連變小時(shí)，氮化鉭襯裡依然保持相對(duì)較厚，因?yàn)閷⒁r裡尺寸縮小得比1納米還要薄是十分困難的。當(dāng)銅接線小到一定程度時(shí)，襯裡的厚度會(huì)大於接線。紐約市約克敦海茨IBM沃森研究中心的研究員丹尼爾?埃德?tīng)査固拐f(shuō)“襯裡佔(zhàn)據(jù)了銅的空間，加大了線路電阻率?！薄皩?duì)於電線來(lái)說(shuō)，電阻太大總歸是不好的?！?/p>
在國(guó)際電子設(shè)備大會(huì)上，英特爾在報(bào)告中指出，在10納米加工技術(shù)的兩層超薄佈線層（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(lái)的一半。改善後的互連線路將有助於半導(dǎo)體行業(yè)克服線路問(wèn)題，進(jìn)一步縮小電晶體尺寸。
英特爾公司是第一個(gè)將晶片中的銅換成鈷的公司。在工藝改進(jìn)過(guò)程中，英特爾公司曾經(jīng)將與電晶體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(huì)有電遷移問(wèn)題，但是鎢的電阻率很高。
值得注意的是，雖然目前來(lái)看鈷是最好的替代材料，但晶片製造商如三星、臺(tái)積電並沒(méi)有公開(kāi)使用鈷材料，半導(dǎo)體諮詢公司VLSIresearch的首席執(zhí)行官丹?哈奇森（Dan Hutcheson）說(shuō)：“最大的問(wèn)題是在哪裡植入新技術(shù)。如果你過(guò)早應(yīng)用，就會(huì)產(chǎn)生很多成本。英特爾願(yuàn)意為此付出高價(jià)，並且他們有能力調(diào)試新的材料?！?/p>
尤其是隨著鈷價(jià)的飆升，成本確實(shí)是個(gè)棘手問(wèn)題。資料顯示，截至3月底金屬鈷價(jià)格漲至664166.69元/噸，3月鈷價(jià)漲幅9.12%。
相比於銅來(lái)說(shuō)，鈷的電阻率是其3倍，但電遷移的可能性要小得多。因此，製造商紛紛轉(zhuǎn)而利用鈷作為金屬層材料，構(gòu)成電晶體之間以及電晶體內(nèi)部的短程連接。而在其他晶片的佈線層，由於線路更粗且連接距離更遠(yuǎn)，因此還是使用銅更好。
