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互连,接触,通孔,填充分别是什么?

发布日期:2023-11-09 09:02:24

在芯片制程中,互连、接触、通孔和填充是常见术语,这四个术语代表了金属化中不同的连接方式,关于金属化可以参阅之前的文章:
芯片金属化方式有哪些?
那么互连、接触、通孔和填充塞分别代表了什么?有什么作用呢?

 

互连(interconnect)

德州芯片的金属互连是指在芯片内部,用于连接晶体管、电容、电阻等之间的金属导线,确保芯片电信号传输。早期的集成电路中,铝是制作金属互连的主要材料,但由于铜具有更好的导电性和抗电迁移特性,现在一般用铜作为集成电路的互联金属。

 
接触(contact)

"contact"是指硅半导体基底和第一层金属互连层的连接。其主要目的是安芯网使硅中的晶体管的源、漏或栅到金属互连导线的电连接。也就是说Contact充当硅和金属之间的桥梁,确保电信号能够从半导体转移到金属互连,或从金属互连传输到半导体。

Contact的质量直接影响到其接触电阻。高的接触电阻会导致芯片效率下降和功耗增加。因此,要选择合适的contact材料和卡控制造工艺是很重要的。

 

通孔(via)
我们常说的硅通孔工艺(TSV),全名就是Through-Silicon Via。那么什么样的孔算通孔呢?
随着集成电路的复杂性增加,只使用一层金属互连已经不能满足需求。现在的集成电路有多达10层或更多的金属互连层,这些金属层通过介质层进行分隔,然后在介质层上打出一个个小孔,以便于金属填充。

而通孔就是在金属互连层之间用于形成电通路的小孔。在130nm、90nm技术节点,via的尺寸在几百纳米的范围内。而5nm、28nm、16nm、7nm等,via的尺寸进一步缩小到几十纳米或更小。

 
填充
Via本身是一个垂直的通道,是绝缘的,是空的,为了电路导通,就需要在通孔中填充金属铜或钨。via的金属填充,即可导电又可导热,具有十分重要的作用。
contact与via的区别
功能与位置不同:

Contact是连接硅和第一金属互连层的。而Via被用来连接金属层之间的电连接。它可以连接第一层和第二层的金属,或第二层和第三层的金属等。

 
尺寸不同:
 
Contact的尺寸通常受限于晶体管的尺寸,相对较小。
Via的尺寸可能随着互连层的位置而变化。例如,在高层的金属层之间,由于线宽更大,via的尺寸可能也更大。

互连,接触,通孔,填充几乎构成了片元器件中金属互联的所有方式安芯网

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