چپ مینوفیکچرنگ: تانبے

چپس پر ناخنوں کے سائز میں ، دسیوں اربوں ٹرانجسٹروں کو دھات کی تاروں کے ذریعہ انسانوں کے بالوں سے ہزار گنا پتلا کرنے کی ضرورت ہے۔ جب یہ عمل 130nm نوڈ تک پہنچ جاتا ہے تو ، روایتی ایلومینیم باہمی رابطے اب کافی نہیں ہوتے ہیں - اور تانبے (کیو) کا تعارف نانوسکل "دھاتی انقلاب" کی طرح ہوتا ہے ، جس سے چپ کی کارکردگی اور توانائی کی کارکردگی میں کوالٹی چھلانگ لگ جاتی ہے۔

 

1. تانبے کیوں؟ -ایلومینیم باہمی ربط کے تین بڑے مخمصے

ایلومینیم (ال) نے 30 سال تک باہمی ربط کی جگہ پر غلبہ حاصل کیا اس سے پہلے کہ آئی بی ایم نے 1997 میں پہلی بار تانبے کو چپ مینوفیکچرنگ میں متعارف کرایا ، لیکن نینو دور نے اپنی مہلک خامیوں کو بے نقاب کردیا:

خصوصیت	AL	کیو	فائدہ بہتر کرنا
مزاحمیت	2.65 μω · سینٹی میٹر	1.68 μω · سینٹی میٹر	کمی 37 ٪
برقیگریشن کے خلاف مزاحمت	ناکامی موجودہ کثافت<1 MA/cm²	>5 ایم اے/سینٹی میٹر	5x بہتری
تھرمل توسیع کا قابلیت	23 پی پی ایم/ ڈگری	17 پی پی ایم/ ڈگری	سلیکن سبسٹریٹس کے لئے بہتر میچ

ایلومینیم کا روٹ: 130 این ایم نوڈ میں ، ایلومینیم وائر ریزسٹر آر سی کی تاخیر کا 70 ٪ ہے ، اور چپ کی فریکوئنسی 1 گیگا ہرٹز میں پھنس گئی ہے۔ > 10⁶ A/CM² کی موجودہ کثافت پر ، ایلومینیم ایٹم الیکٹرانوں کے ذریعہ "اڑا" جاتے ہیں اور تاروں کے ٹوٹ جاتے ہیں۔

0040-09094 چیمبر 200 ملی میٹر

ii.تانبے کے باہمی ربط کا راز: ڈبل دمشق کا عمل

تانبے کو براہ راست نہیں کھڑا کیا جاسکتا تھا ، اور انجینئرز نے ڈبل دمشق عمل (دوہری دمشین) ایجاد کیا تھا۔

عمل (مثال کے طور پر 5 این ایم نوڈ لیں):

1. ڈائی الیکٹرک پرت نشانی:

کم K مواد پر فوٹو لیتھوگرافی ، تار نالیوں اور Vias کو نکالتے ہوئے) ؛

2. جوہری سطح کا تحفظ:

2 این ایم ٹینٹلم (ٹی اے) رکاوٹ پرت (تانبے کے بازی مزاحمت) کا جمع ہونا ؛ 1 این ایم روتھینیم (آر یو) کے بیج پرت (بڑھا ہوا آسنجن) جمع کرنا ؛

3. انتہائی بھری ہوئی چڑھانا:

نچلے حصے میں بھرنے کے لئے تانبے کی چڑھانا حل (cuso₄ + additives) میں تقویت ملی۔

4. کیمیائی مکینیکل پالش:

دو قدم پالش: پہلے تانبے کی پرت کو پیسنا ، پھر رکاوٹ کی پرت کو پالش کرنا ، سطح کی غیر منقولہ <0.3 ینیم۔

iii، چپس میں تانبے کا مرکزی کردار

1. عالمی سطح پر باہم مربوط "گالوانک شریانوں"

High-layer thick copper wire (M8-M10 layer): thickness 1-3 μm, transmission clock/power signal (current>10 ایم اے) ؛ اناج> 1 μm 1100 ڈگری پر اینیلنگ کے بعد۔

2. مقامی طور پر باہم مربوط "نانوائرس"

کم پرت کے تانبے کی تاروں (M1-M3 پرتیں): 10-20 ینیم لائن کی چوڑائی ، ملحقہ ٹرانجسٹروں کو مربوط کرنا ؛ کوبالٹ سے منسلک تانبے کی ٹیکنالوجی برقیگریشن کو روکتی ہے۔

0200-27122 6 "پیڈسٹل

3. سہ جہتی اسٹیکڈ "عمودی لفٹ"

سلیکون ویاس (TSV) کے ذریعے: 5 μm قطر اور 100 μm کی گہرائی کے ساتھ تانبے کے ستون اوپری اور نچلے چپس کو جوڑتے ہیں۔ تناؤ کی کریکنگ سے بچنے کے لئے تھرمل توسیع مماثل ڈیزائن۔