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硅片表面的金屬污染物可能對(duì)其上制造的半導(dǎo)體器件造成不可逆的損傷，銅也不例外，它將減少少數(shù)載波壽命，減少DRAM的刷新時(shí)間，增加反向偏置結(jié)泄漏電流，這會(huì)導(dǎo)致柵氧化物漏電流增加，并降低柵氧化物的擊穿電壓，隨著設(shè)備尺寸的縮小，這個(gè)閾值在未來(lái)可能會(huì)降低。
為了實(shí)現(xiàn)柵極氧化物完整性(GOI)，通過(guò)斜坡電壓試驗(yàn)確定缺陷密度，與時(shí)間相關(guān)的介電擊穿是對(duì)設(shè)備保持運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)度的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此是可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)，雖然使用了不同類(lèi)型的晶圓，不同的引入銅污染的方法，以及不同的GOI指標(biāo)，銅的植入、背面銅污染、化學(xué)浸漬污染和旋轉(zhuǎn)污染都被用于在門(mén)氧化之前或之后引入已知數(shù)量的銅，有時(shí)氧化物缺陷密度(D)，有時(shí)平均氧化物擊穿場(chǎng)(Ebd)被報(bào)道為銅對(duì)GOI影響的測(cè)量方法，缺陷密度的含義在所有來(lái)源中并不一致，因?yàn)橛糜诖_定擊穿的閾值在8MV/cm和12MV/cm之間變化，平均擊穿場(chǎng)的含義在所有源中都不是均勻的，因?yàn)橐呀?jīng)使用了不同的電容器區(qū)域來(lái)確定它們。
從圖中可以看出，銅濃度有一個(gè)閾值，低于這個(gè)閾值，銅對(duì)平均擊穿場(chǎng)沒(méi)有可檢測(cè)到的影響，如果銅濃度超過(guò)這個(gè)閾值，平均擊穿場(chǎng)開(kāi)始下降。一般來(lái)說(shuō)，氧化物越薄，它下降得越快，這意味著保持加工條件尤其重要，以便在氧化物厚度較小時(shí)不超過(guò)允許的銅濃度，因?yàn)?/span>100種薄氧化物對(duì)產(chǎn)率的影響會(huì)更大，如果通過(guò)植入引入高劑量的銅，平均擊穿場(chǎng)也會(huì)迅速降低，這可能是因?yàn)楦邉┝恐踩朐斐傻膿p傷允許在（損傷的）表面附近有更多的銅沉淀。
利用透射電子顯微鏡(TEM)，已經(jīng)證明銅污染通過(guò)沉淀影響氧化物缺陷，在氧化溫度上升時(shí)，銅可能很容易擴(kuò)散到硅中，氧化前只有一小部分銅被并入氧化物中，銅很容易在硅中沉淀，因?yàn)樗诠柚芯哂泻芨叩臄U(kuò)散系數(shù)，并且其固體溶解度與溫度密切依賴(lài)，為了發(fā)生沉淀，也必須存在成核位點(diǎn)，這些缺陷既可以是晶格缺陷，也可以是通過(guò)均勻成核而形成的缺陷。
由于高頻溶液中的銅沉積與硅溶解同時(shí)發(fā)生，因此可能會(huì)發(fā)生硅粗糙化，這反過(guò)來(lái)又會(huì)影響生長(zhǎng)在這個(gè)表面上的氧化物的可靠性，晶翅片(Cz型)在SPM和稀釋的高頻浴中清洗，然后將它們放在受銅污染的稀釋高頻浴中污染1分鐘。染的APM溶液的銅污染達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的濃度，可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的吸附和蝕刻模型充分描述，如果在硅中存在足夠多的量，銅可以在Si/SiOi界面上沉淀，導(dǎo)致巨大的產(chǎn)率損失，銅開(kāi)始以這種方式影響產(chǎn)率時(shí)的閾值濃度取決于氧化物的厚度，對(duì)于薄于12納米的氧化物，閾值濃度在2xlO“原子/cm”附近。
經(jīng)過(guò)高溫氧化的晶翅片對(duì)隨后的銅污染不那么敏感，很可能是硅自身間隙的存在導(dǎo)致沉淀的核化和生長(zhǎng)更加困難，或者它驅(qū)動(dòng)銅進(jìn)入取代位點(diǎn)。在柵氧化之前，硅表面的銅污染導(dǎo)致面積和場(chǎng)重疊成分的屈服損失，這是在野外重疊邊緣的銅吸收和沉淀的結(jié)果。在介質(zhì)電場(chǎng)中，可以看到一個(gè)大的與周邊相關(guān)的柵極氧化物泄漏電流分量，這導(dǎo)致了現(xiàn)場(chǎng)重疊邊緣的可靠性問(wèn)題，這被Qbd測(cè)量證實(shí)，結(jié)漏電流還具有面積和周界分量，周長(zhǎng)分量比預(yù)期的面積要大得多，因?yàn)殂~的輪廓在表面附近達(dá)到峰值，由于當(dāng)電路擴(kuò)展到更小的尺寸時(shí)，器件的周長(zhǎng)變得相對(duì)重要，周長(zhǎng)產(chǎn)率和可靠性問(wèn)題在高密度電路中占主導(dǎo)地位，因?yàn)殂~被保留在場(chǎng)重疊邊緣和表面附近，即使在低濃度下，它仍然是一個(gè)問(wèn)題污染物。
研究發(fā)現(xiàn)，從受污染的HF溶液中沉積的非常低水平的銅會(huì)導(dǎo)致氧化物中高密度的凸起，研究表明，結(jié)果表明，這些凸起不是電短路，相反這些凸起的氧化物比周?chē)难趸锖?/span>，SIANTRS投影的MOSFET柵極下凸點(diǎn)引起的電容變化將導(dǎo)致閾值電壓偏移，這對(duì)于具有0.13微米特征尺寸且更小的設(shè)備技術(shù)來(lái)說(shuō)是不可接受的。