如何在微芯片上实现交叉线?


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我一直以为光刻微芯片制造是一个没有分层的2D层创建过程,因此当您有一些或时,就会在电路中产生拓扑问题,对于任何不平凡的情况都是如此设计。K3,3K5

并且有论文谈论生产具有多层的“ 3D”芯片以节省空间,从而加剧了混乱。

是的,这很可悲,但这就是我在学校中学到的一堆神秘的谜语。难怪人们会开始关于将这些技术提供给我们的外星人的阴谋论。

那么,如何仅使用2D拓扑结构构建复杂的处理器和芯片呢?


图像的的金属 。FWIW,我们接受了有关多个金属层的培训,而我的专业甚至都不学电子学。
罗曼·斯塔科夫

Answers:


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事实证明,其中存在层次,但是人们在谈论微芯片的工作原理时有时会跳过这些层次。

引入图层的过程称为行尾或BEOL

它基本上是这样的:

  • 使用光刻创建2D芯片层
  • 涂上绝缘层
  • 在该层钻孔
  • 施加导电层,同时填充所产生的孔并创建电路路径或互连
  • 根据需要重复这些步骤,并且您的制造过程以及其他考虑因素(例如热设计)可能会重复

“或者像把一只猫拆开来看它如何活着。” :D
Doombot

1
考虑从答案中消除狡猾。没有下流的情况会更好。就我而言,我们绝对涵盖了芯片的制造方式,您自己的经验明显不同。
Lyndon White

6

芯片上始终至少有两个导电层可用于路由信号-硅本身和至少一个金属层。

在仅具有一层金属的最早制造过程中,允许信号通过的“跳线”可以通过将导电路径扩散或注入到体硅中,或者通过在“多晶硅”(多晶硅)中创建路径来创建。 )在某些工艺中用于MOSFET栅极的层。绝缘氧化硅层中的通孔(孔)允许电流在需要时在层之间流动。

现代芯片,特别是高密度,高性能逻辑芯片,具有多层金属和氧化物-6层或8层或更多,类似于多层PCB。


5

这是SEM(扫描电子微间隙),显示了横跨两个晶体管宽度的横截面。

]

右侧的标签是功能/位置在堆栈中。左侧的标签是材料。

将栅极与第一金属层连接的黑色垂直结构称为触点。它由钛晶种层,TiN阻挡层和钨塞组成。

未显示M!,M2,M3和M4之间的夹层通孔。

作为奖励,这种结构有一些非常不寻常的地方。谁能说出来是什么?在评论中回复。


好吧,对于某些人来说,沟槽隔离可能被认为是非常不寻常的。其他人,可能不是:-P
user49628

请注意以下任何人:这是一种非常古老的制造技术,大约10-15年左右。铝金属和钨塞已经很多年没有用于大多数新制造中了。在当前的过程中,期望在金属层和层间连接中都看到铜。
杰里·科芬

@JerryCoffin是正确的
占位符,

@JerryCoffin过渡发生在130 nm节点附近,并且根据公司/过程而有所不同。话虽如此,仍然有相当多的晶圆厂在MEM,传感器,汽车和高电压领域运行这些工艺。因此它并不过时。只是不用于SOC,处理器和内存。
占位符
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