考虑表面与晶粒边界散射效应的矩形互连栅格导电性模型

表面散射和晶粒边界散射是决定互连器件导电性的两种主要机制，分别传统上采用Fuchs-Sondheimer（FS）和Mayadas-Shatzkes（MS）理论进行建模。除了这些方法之外，现代互连结构还需要捕捉导电性随空间的依赖性，为此此前提出了基于Boltzmann输运方程（BTE）的表面散射的空间分辨率FS（SRFS）模型。本文在SRFS模型的基础上集成了晶粒边界散射，构建了一种基于物理的SRFS-MS模型，用于矩形互连器件的导电性。本文中的表面散射和晶粒边界散射效应并非简单相加（如许多前期工作所做），而是遵循原始MS理论进行恰当地集成。因此，SRFS-MS模型考虑了表面散射与晶粒边界散射之间的相互作用，对导电性的空间依赖性起到了决定性作用。我们还将温度（T）依赖性纳入SRFS-MS模型中。进一步，我们提出了一种兼容电路的导电性模型（SRFS-MS-C3），该模型利用解析函数和少量（3或4次）调用物理SRFS-MS模型来捕捉表面散射和晶粒边界散射的空间依赖性及其集成。我们在广泛的物理参数范围内验证了SRFS-MS-C3模型，结果表明其与物理SRFS-MS模型高度一致，误差小于0.7%。所提出的SRFS-MS和SRFS-MS-C3模型明确将空间分辨率导电性与电子平均自由程（$\lambda_0$）、表面散射的反射率（p）、晶粒边界反射系数（R）、互连横截面几何形状和温度（T）等物理参数相联系。