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米乐m6官方网站:深度解析多层互连的过孔设计

发布时间:2024-09-08 10:20:22|来源:m6米乐在线登录| 作者:M6米乐官网 分类:公司新闻

  的布线层就等于“微缩版的PCB”,它也分为单层布线(单面板)和多层布线(双面板,多层板)。(如图1.1)在集成电路的同一个布线层中,不同金属导线之间通过绝缘材料(二氧化硅很常见)实现电学绝缘。

  为了实现更复杂的功能,电路中的器件会慢慢的多,器件之间的电学连接拓扑关系也慢慢变得复杂,结果是使用单层布线无法“布通”。这种情况下,只有增加布线层才能实现“布通”的效果(如图1.2,红色跳线就代表需要另外一层才能完成布线),这是所谓的“多层布线 多层布线 多层布线的物理结构

  相邻布线层之间使用在允许电压下不导电的材料(常见的是SiO2)进行电学隔离,相同布线层中的导线使用在允许电压下不导电的材料(常见的是SiO2)进行电学隔离;相邻布线层中的导线,通过在绝缘层上开孔、孔内填满导电材料,“实现电学连通”。

  “孔”,从工艺制备的角度来说,分为两步,首先是开孔,然后是在孔内填满导电材料;从版图的角度来说,画出来就只是一个“矩形”而已。

  (图2.1)在器件层上制作了“Contact”,“黄色”表示在孔中填充的导电材料,“灰色”表示各孔之间的在允许电压下不导电的材料,共用C1.1,C1.2,C1.3,C1.4,C1.5表示了五种情况。其中C1.1~C1.3因为孔比较大,所以金属材料在填充的时候,表面会向下凹(表面张力和重力导致);C1.4和C1.5因为孔比较小,所以填充的金属表面近似水平。

  (图2.2)做完了Contact之后,先在材料表面生长一层Metal,然后使用光刻和腐蚀工艺得到要的金属布线)在Metal 1上生长绝缘层,然后做孔。因为这次的孔用来连接M1和M2,所以它的名字改为“Via”,翻译成“通孔”,通的意思类似“架在河上的桥梁,取穿通,打通的意思,打通的就是相邻互连层之间的在允许电压下不导电的材料”。

  那么Via应该放在哪里呢?这样的一个东西没多么神器,你就把它当成做试验,所有的可能都试一下,我画了5种情况,分别是“V1.1~V1.5”。

  (图2.4)做完了Via 1之后,先在材料表面生长一层Metal,然后使用光刻和腐蚀工艺得到要的金属布线。因为这是第二层Metal,所以称它为Metal 2,这里简写为M2。

  (图25)在Metal 2上生长绝缘层,然后做孔,即Via 2。现在,应该把所有的可能都列出来了,如果有忘记分析的情况,大家留言提醒一下。

  (图2.4)做完了Via 2之后,先在材料表面生长一层Metal,然后使用光刻和腐蚀工艺得到要的金属布线。因为这是第三层Metal,所以称它为Metal 3,这里简写为M3。现代多层布线层进行演示。

  小结一下:金属层数的命名是根据工艺制造的先后命名的,从剖面图来看就是从下向上依次排序的;在垂直方向,C1.1-V1.1-V2.1和C1.5-V1.5-V2.5是重合的,其它的都存在不重合,也就是说,Contact和Via在垂直方向有极大几率会出现“重合、交错”两种情况。

  交错的孔会引入寄生电阻和寄生电容,除非是设计本来就有的,否则寄生效应会对电路性能构成不利的影响,会增加后

  除了电学性能之外,还需要仔细考虑的是可造性。对比V1.2和V1.3,其中V1.2的地基是凹陷,V1.3的地基是平面。因为后面的工艺会继承前面的凹陷,很多时候会放大凹陷的程度,最终降低良率,所以“平面地基”更加有助于后面的工序制造。对于打孔来说,表面无法填平是客观存在的。为了尽最大可能避免在不平整的地基上做孔,要么采用V1.3的方法做孔,要么开发“平坦化工艺”,比如CMP工艺,把表面去掉一层,也就是表面没有填平的地方全部去掉,那么就不存在不平整的地基了。Via 1这一层就采用了平坦化工艺(如图2.8)。

  (图2.9的纵坐标)重合孔的形变量(h2)最大,交错孔的形变量(h1)次之。随着布线”继续增大。

  如果h0随气温变化没有h2大,就会出现(图2.10)的情况:最坏的情况=隔离层被孔撑破;次之,隔离层没有被撑破,但是反复大幅度形变,很快就会有裂缝。隔离层被破坏之后,相邻层的导线可能会短路,形变较大处的导线可能会被折断,通过裂缝入侵的水汽等杂质会破坏芯片

  尽可能的使孔和绝缘材料的膨胀形变量相同,如果工艺上没办法实现这一点,首先要减少重合孔的使用,其次是减少布线的层数。

  印制电路板中的供电系噪声和电磁干扰辐射问题近年来倍受从事高速电路板设计及电磁兼容工作

  的焊盘区、POWER 层隔离区三部分所组成。接下来,我们来了解下高速PCB中

  板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,公共孔一般被称为

  PCB 的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占 PCB 制板费用的 30%到 40%。简单的说来,PCB 上的每一个孔都可以称之为

  PCB 的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占 PCB 制板费用的 30%到 40%。简单的说来,PCB 上的每一个孔都可以称之为

  主要由孔、孔周围的焊盘区、POWER 层隔离区三部分所组成。接下来,我们来了解下高速P

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