構建晶體管之間連接電路 - 沙子做的CPU憑什么賣那么貴?
13.構建晶體管之間連接電路
經過漫長的工藝,數以十億計的晶體管已經制作完成。剩下的就是如何將這些晶體管連接起來的問題了。同樣是先形成一層銅層,然后光刻掩模、蝕刻開孔等精細操作,再沉積下一層銅層。。。。。。這樣的工序反復進行多次,這要視乎芯片的晶體管規模、復制程度而定。最終形成極其復雜的多層連接電路網絡。
由于現在IC包含各種精細化的元件以及龐大的互聯電路,結構非常復雜,實際電路層數已經高達30層,表面各種凹凸不平越來越多,高低差異很大,因此開發出CMP化學機械拋光技術。每完成一層電路就進行CMP磨平。
另外為了順利完成多層Cu立體化布線,開發出大馬士革法新的布線方式,鍍上阻擋金屬層后,整體濺鍍Cu膜,再利用CMP將布線之外的Cu和阻擋金屬層去除干凈,形成所需布線。
大馬士革法多層布線
芯片電路到此已經基本完成,其中經歷幾百道不同工藝加工,而且全部都是基于精細化操作,任何一個地方出錯都會導致整片晶圓報廢,在100多平方毫米的晶圓上制造出數十億個晶體管,是人類有文明以來的所有智慧的結晶。
后工程——從劃片到成品銷售
14. 晶圓級測試
前工程與后工程之間,夾著一個Good-Chip/Wafer檢測工程,簡稱G/W檢測。目的在于檢測每一塊晶圓上制造的一個個芯片是否合格。通常會使用探針與IC的電極焊盤接觸進行檢測,傳輸預先編訂的輸入信號,檢測IC輸出端的信號是否正常,以此確認芯片是否合格。
由于目前IC制造廣泛采用冗余度設計,即便是“不合格”芯片,也可以采用冗余單元置換成合格品,只需要使用激光切斷預先設計好的熔斷器即可。當然,芯片有著無法挽回的嚴重問題,將會被標記上丟棄標簽。
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( 發表人:方泓翔 )