如何在微芯片上实现交叉线?

电器工程 集成电路 微芯片
2022-01-24 02:13:14

我一直认为光刻微芯片制造是一个没有分层的 2D 层创建过程,因此当你有一些时会为电路创建拓扑问题K3,3要么K5在其中,任何非平凡的设计肯定都是这种情况。

还有一些论文谈论生产具有多层的“3D”芯片以节省空间,从而增加了混乱。

是的,这很可悲,但那是我在学校学到的,一堆神秘的谜语。难怪人们开始提出关于外星人为我们提供这些技术的阴谋论。

那么我们如何仅使用 2D 拓扑构建复杂的处理器和芯片呢?

3个回答

事实证明是有层次的,但人们在谈论微芯片的工作原理时有时会跳过这些层次。

引入层的过程称为后端或BEOL

它基本上是这样工作的:

  • 使用光刻法创建 2D 芯片层
  • 涂上绝缘层
  • 在该层钻孔
  • 应用导电层,同时填充创建的孔并创建电路路径或互连
  • 根据需要经常重复这些步骤,并且您的制造过程以及其他考虑因素(例如热设计)允许

芯片上至少有两层可用于路由信号的导电层——硅本身和至少一层金属层。

在只有一层金属的最早制造工艺中,允许信号交叉的“跳线”可以通过将导电路径扩散或注入到体硅中来创建,或者通过在“多晶硅”(多晶硅) 在某些工艺中用于 MOSFET 栅极的层。绝缘氧化硅层中的通孔(孔)允许电流在需要的层之间流动。

现代芯片,尤其是高密度、高性能逻辑芯片,具有许多层金属和氧化物——6 层或 8 层或更多,类似于多层 PCB。

这是 SEM(扫描电子显微照片),显示了几个晶体管宽度上的横截面。

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右侧的标签是堆栈中的函数/位置。左侧的标签是材料。

将栅极连接到第一金属层的黑色垂直结构称为接触。它由钛晶种层、TiN 阻挡层和钨塞组成。

未显示 M!、M2、M3 和 M4 之间的层间过孔。

作为奖励,这种结构有一些非常不寻常的地方。谁能说它是什么?在评论中回复。