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集成电路的前后端工艺优化方案

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:前道工艺以单晶硅片的加工为起点,以在单晶硅片上制成各种集成电路元件为终点。前端工艺最后一步完成后,晶圆上是独立的未连接的晶体管。就现代IC生产工艺来说,后端工艺可覆加超过10层金属薄膜。

集成电路的前后端工艺优化方案

1.前端工艺

图3-21 前端工艺流程

集成电路前端工艺,又称前道工艺。前道工艺以单晶硅片的加工为起点,以在单晶硅片上制成各种集成电路元件为终点。主要是光刻、刻蚀机、清洗机离子注入化学机械平坦等。具体流程和所用设备如图3-21所示。

2.后端工艺(www.xing528.com)

后端工艺(back end of line,BEOL)是集成电路制造的第二部分,实现各独立器件的金属互联,其中常用的金属材料是铜和铝。后端工艺通常开始于第一层金属材料淀积完成后,包括接触(contact)、阻挡层(insulating layers)等。

前端工艺最后一步完成后,晶圆上是独立的未连接的晶体管。在后端工艺这一步骤完成接触(contacts)、互联(interconnect wires)、通孔(vias)和绝缘层(dielectric structures)的实现。

英特尔公司在1999年推出的奔腾芯片,采用0.18μm工艺,集成晶体管数目2500万个,6层金属互联,联线总长达5 km。

就现代IC生产工艺来说,后端工艺可覆加超过10层金属薄膜。金属薄膜要求实现低电阻互联,形成欧姆接触,与其他介质层的黏附性好,对台阶覆盖率好,结构稳定不易发生电迁移和腐蚀,易刻蚀及制备工艺简单。金属薄膜可以使用物理或化学气相淀积的方法形成。

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