自有半導體元件以來,晶片製造商就將鋁當成主要的導線材料,這是因為鋁在電路圖案的沉積和蝕刻十分容易;但以鋁作為導線的傳統製程晶片,其缺點在於當導線變得很細時,便無法可靠的承載電流,若再繼續微小化不但無法提高IC性能,反而會降低效能,這使得鋁在未來的IC製程應用方面受到相當程度的限制。
隨著積體電路製程技術迅速成長,元件尺寸不斷縮小至深次微米(Deep Sub-Micron meter),並更進一步邁向奈米(nanometer)等級的領域,致使IC單位面積之元件密度急遽增加。在IC製程中,需靠金屬導線為各個電晶體間相互連接傳遞訊號,當IC之積集度(integrity)增加,晶片表面無法提供足夠的面積製作所需之金屬導線,而必須使用多層的連接線路設計,這些複雜金屬導線就是晶片的導線結構(interconnect)。在要求產品微小化的同時,元件中的導線線寬也必須應需求而縮小,但是線寬縮小將導致較高的電阻,較窄的導線間距則造成較大的電容,而影響了訊號的傳輸速度,(圖一)是數值模擬的結果,在0.25微米世代以下,導線的訊號延遲將超過元件的訊號延遲,因此為了降低訊號延遲的效應,使用低電阻係數的銅導線就成了半導體業者積極研發的解決方案。
如何改善因導線細微化而生之訊號延遲
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