通过改善生产工艺来实现多层布线高速化
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如果非要用二次处理工艺的话,那就必须不用电镀,而使用不要籽晶层的CVD。不过,目前用CVD形成的铜膜质低,且成膜成本也高。要是不能解决这个问题,采用CVD的二次处理工艺就很难实现。 对0.07mm线宽来说,要实现LSI的GHz工作必须从根本上改变多层布线概念。东芝公司除通过模拟确定按过去的布线结构不可能达到0.07mm所要求的工作频率外,还作为解决的一种方案提出了新的多层布线的概念。 线宽的微处理器所需要的工作频率达2.5GHz,这是1998版International Technology Roadmap For Semiconductors (ITRS)的值。此时,晶体管的集成度为8400万个/cm2,功耗170W,芯片面积是620mm2。东芝以0.07mm线宽为前提进行模拟,以晶体管的集成度及功耗为设计上的制约条件,并以布线电阻及布线电容为生产上的制约条件,以最少的布线层数求得最大的工作频率。其结果证明,按过去的多层布线只能达到1.5GHz。该值是把介电常数比为1的层间绝缘膜与铜布线相结合、使用8层布线,此即当前能设想出的性能最高的生产技术能得到的结果。 针对这样的屏障,该公司提出了在0.07mm达到2.5GHz的新的多层布线概念。其想法是把芯片内部分割为适当门规模的IP,对上层部分长距离布线的线宽、间隔、厚度实施随细微化而加大的“逆向比例缩放”。芯片内部分成IP后减少各自的门数,起到提高各个IP的工作频率的作用,因为降低门数,小电路能达到高的工作频率。为了使工作频率达到2.5GHz的高速度,最好把各IP的门数减少到1700万门以下。上层部分的长距离布线必须用不同于过去的工。逆向比例缩放将对连接各IP间的长距离信号线的高速化发挥作用。这里,如按该公司设计的逆向比例缩放定则,0.07mm多层布线的上层部分、线宽、间隔、厚度均为约10mm,如用过去的芯片制造工艺形成,则效率低且成本增高。艺来制作。 |
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