随着超大规模集成电路的发展,特征尺寸不断减小,RC延迟取代门延迟成为制约电路发展的主要瓶颈。在这种情况下,铜互连代替铝互连成为集成电路深亚微米工艺中的关键技术,但是由于工艺的不同,使得铜互连与铝互连相比,出现了许多新的可靠性问题。在各种可靠性问题中,随着特征尺寸的减小、互连线内部电场强度不断增大以及低k介质材料的应用,时间相关介质击穿(TDDB)问题逐渐成为最严重的可靠性问题之一。由于铜互连和铝互连材料特性的不同,使得铜互连双大马士革结构中必须添加阻挡层,而阻挡层的存在使得铜互连中的TDDB退化和铝互连中未添加阻挡层时有很大的不同。传统的TDDB失效机制不再适用。本文分析了加入了阻挡层的TDDB退化现象,建立了新的铜互连TDDB退化的物理模型。并且在该模型的基础上求解得到了更加精确的铜互连TDDB的寿命评估模型。本文所建立的寿命评估模型在考虑了电场、温度和互连线间距的影响作用下,引入了全新的电场加速因子,通过对比在SiOX和SiNX介质中TDDB失效时间对温度变化曲线,本文建立的模型所预测的TDDB寿命可以非常好的与实验数据的结果相符合。并且,通过和E模型的对比发现,在高电场强度(10MV/cm)的情况下,在SiOx介质层中,E模型的寿命大约低估了40%。此外,在本文所建立的TDDB退化模型中,将互连间距L引入电场加速因子使得互连线的可靠性问题需要重新审视,加入的互连间距L使TDDB寿命的预测变得更加准确。通过模型的计算,从理论上得到70nm这样一个可能引发TDDB可靠性严重问题的互连间距临界值。最后,针对TDDB退化为今后铜互连工艺的发展提出了参考意见。