1、集成电路多层金属化技术全解析

集成电路多层金属化技术全解析

一、多层金属化系统概述

1.1 多层金属化系统的重要性

在当前和未来的超大规模集成电路（VLSI）技术中，多层金属化系统的成功设计、开发和集成起着关键作用。各大半导体公司都投入了大量的研究力量在这一领域。然而，多层金属化（MLM）团队通常由单元工艺专家组成，由于涉及众多不同的工艺模块，团队成员很难成为通才。他们需要跨越多个教育领域，如器件、设计、化学、材料科学和分析等，并且要阅读大量不同主题的出版物来全面了解相关知识，这既繁琐又耗时。

1.2 多层金属化系统的用途

金属层在集成电路中有多种重要用途：
- 接触器件和其他元素 ：实现器件与其他元件之间的连接。
- 连接器件以创建功能 ：将各个器件连接起来，形成具有特定功能的电路模块。
- 连接功能以形成集成电路 ：把不同的功能模块连接在一起，构成完整的集成电路。
- 功率分配和与封装的接口 ：负责集成电路的功率分配，并实现与封装的连接。

1.3 使用多层金属的原因

使用多层金属具有以下优势：
- 允许更紧密的器件封装 ：可以在有限的芯片空间内更密集地布置器件，提高芯片的集成度。
- 减小芯片尺寸或增加每个芯片的功能数量 ：通过多层金属布线，可以优化芯片布局，从而减小芯片面积或增加芯片的功能。
- 降低互连系统的 RC 时间