芯片有几十亿个晶体管,连接晶体管之间的导线是什么材料做成的?

因为“在美读博先生”对本问题的回答是完全错误的,他把芯片中晶体管的连接方法当成印制电路板中的连接方法来回答了。为了使网友们不被误导,我来回答一下这个问题。芯片中几十亿个晶体管间的连接线以及与其它元器件的连接线,如体电阻器的连接线、结电容器连接线、外引出线的焊接区,都是同时制作成功的。所使用的导体材料是金。

这些连接线的制作方法是,①通过光刻和腐蚀(腐蚀液通常是能够腐蚀二氧化硅或氮化硅的氢氟酸)的方法,将整个表面都钝化了的芯片上各条连接线的两端头开出窗口。②用等离子溅射镀膜法,在开了窗口的整个芯片表面,镀制一层1微米厚左右的铜膜。这个铜薄膜并不是作为连接线使用的,而是为制作连接线“作嫁衣裳”的,请继续往下看。

③用光刻腐蚀的方法,在完整铜膜上的将来用于制作连接线和焊接区的位置开出窗口。这种开出窗口的铜薄膜,类似于在文化衫等处印刷图案或文字的掩模;但又与那类掩模不同。因为那类掩模是可以多次放上取下,重复使用的;而这次制作的铜掩模却是固定的,一次性的使用。因此,这类掩模被称为“死掩模”。这次用于腐蚀铜薄膜的腐蚀液是,与前面工艺过程①中腐蚀钝化层的腐蚀液不同的,它一般用的是能够腐蚀铜的三氯化铁溶液。

芯片七纳米制程,是指晶体管之间的间距是七纳米,还是晶体管的尺寸是七纳米?

我来简单说说吧!1、纳米是尺寸还是间距:用最直白的话说,芯片制造工艺中的5nm、7nm其实指的就是晶体管尺寸。一般专业术语称之为晶体管栅极的宽度(下图红框就是栅极),也就是所谓的栅长。栅长的宽度越小,也就意味着晶体管的尺寸越小。2、晶体管小的好处:晶体管越小也就意味着在单个晶圆体上能塞入更多的晶体管,相同晶圆体面积的情况下,这样就可以以更小的功耗来容纳更复杂的电路系统,也就意味着了电路系统集成度更高,能实现更大的运行速率。

目前晶圆体尺寸最小能达到4寸,不过集成电路主流是使用8寸的晶圆体(见图)。3、晶体管尺寸不能无限缩小:当然,在我们这个世界很多技术都会遇上物理极限,晶体管尺寸也一样。按照现有的技术,当晶体管达到20nm时就会产生量子物理问题,比如漏电等。因此,随着尺寸的越来越小,要解决的技术问题也就越多,厂商的研发难度也就越高。

现在的7nm的制造工艺已经接近物理极限,而台积电现在已经准备研制5nm制造工艺,真要成功基本算是要突破物理极限了。4、光刻机和蚀刻机的作用:要想实现纳米级晶体管制造,最终都离不开这两种设备。前者的主要作用是在晶圆体上涂抹光刻胶并进行光腐蚀,并在其中包含编码等内容;而后者则是将光刻机复印在晶圆体上的电路进行蚀刻,最终形成栅级,也就是前面说的晶体管。


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