¿Cómo se implementan las líneas de cruce en los microchips?

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Siempre imaginé que la fabricación de microchips fotolitográficos era un proceso de creación de capas 2D sin capas, creando así un problema topológico para los circuitos cuando tienes \ $ K_ {3,3} \ $ o \ $ K_5 \ $ en él, lo que ciertamente sería el caso para cualquier diseño no trivial.

Y hay artículos que hablan sobre la producción de chips "3D" con varias capas para ahorrar espacio, lo que aumenta la confusión.

Sí, eso es triste, pero eso es lo que aprendí en la escuela, un montón de misteriosos acertijos. No es de extrañar que la gente comience teorías de conspiración sobre extraterrestres que nos brindan esas tecnologías.

Entonces, ¿cómo podemos construir procesadores y chips complejos simplemente usando una topología 2D?

    
pregunta Archimedix

3 respuestas

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Resulta que hay capas, pero la gente a veces las omite al hablar de cómo funciona un microchip.

El proceso que introduce capas se llama Al final de la línea o BEOL .

Básicamente funciona así:

  • Cree la capa de chip 2D utilizando fotolitografía
  • Aplicar una capa aislante
  • taladrar agujeros en esa capa
  • Aplique una capa conductora, también rellene los agujeros creados y cree rutas de circuitos o interconexiones
  • Repita esos pasos tan a menudo como sea necesario y su proceso de fabricación y quizás otras consideraciones, como lo permita el diseño térmico
respondido por el Archimedix
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Siempre ha habido al menos dos capas conductoras en chips que pueden usarse para enrutar señales: el silicio en sí y al menos una capa de metal.

En los procesos de fabricación más tempranos que tenían solo una capa de metal, los "puentes" que permiten que las señales se crucen podrían crearse mediante la difusión o la implantación de una ruta conductiva en el silicio a granel, o bien creando una ruta en el "poli" Capa (silicio policristalino) que se usó para las puertas MOSFET en algunos procesos. Los vias (agujeros) en la capa aislante de óxido de silicio permitieron que la corriente fluya entre las capas donde sea necesario.

Los chips modernos, especialmente los chips lógicos de alta densidad y alto rendimiento, tienen muchas capas de metal y óxido, 6 u 8 o más, similar a una PCB de múltiples capas.

    
respondido por el Dave Tweed
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Aquí está el SEM (microscopio electrónico de barrido) que muestra una sección transversal del ancho de un par de transistores.

Las etiquetas en el lado derecho son función / posición en la pila. Las etiquetas en el lado izquierdo son materiales.

La estructura vertical negra que conecta la puerta con la primera capa de metal se llama contacto. Está compuesto por una capa de semilla de titanio, una capa de barrera de TiN y un tapón de tungsteno.

No se muestran las capas intermedias de Via entre M!, M2, M3 y M4.

Como beneficio adicional, hay algo muy inusual en esta estructura. ¿Alguien puede decir lo que es? Responde en los comentarios.

    
respondido por el placeholder

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