Время пролета носителей

AMD процессоры

Компания AMD была первой, которая стала использовать медные соединения при производстве микропроцессоров. Все процессоры AMD, выполненные по 0,18-микронному технологическому процессу и менее, используют медные соединения.

Рассмотрим более подробно процесс создания медных соединений.

Создание каждого нового слоя начинается с получения оксидной пленки. Далее, посредством фотолитографии в оксидной пленке вытравливаются бороздки требуемой глубины по форме проводников этого слоя и вскрываются окна к контактным площадкам предыдущего слоя. На поверхность подложки наносят ≈ 10 нм слой антидиффузной пленки из Cr, Mo, Ta или W, предотвращающий диффузию меди.

Затем проводят электрохимическое осаждение меди на поверхность всей подложки из раствора медного купороса Cu₂SO₄, при этом происходит заполнение бороздок и контактных окон в слое диоксида кремния.

После заполнения медью канавок лишний слой меди удаляется с пластины посредством полировки поверхности подложки до слоя SiO₂. В результате образуются проводники данного уровня металлизации.

Для формирования следующего уровня металлизации технологический процесс повторяется. В результате образуется многослойная система металлизации.

Нижние слои металлизации предназначены для локальной коммутации. В этих слоях критичной является плотность размещения металлических проводников. Верхние слои предназначены для глобальной коммутации. В этих слоях критичным является сопротивление проводников.

Время пролета носителей

К наиболее важным параметрам, характеризующим МОП транзистор, относятся стоковая проводимость, взаимная проводимость, пороговое напряжение и время пролета носителей τ_с. Рассмотрим последний параметр, поскольку он в наибольшей степени связан с размерами транзистора.

Для МОП транзисторов, служащих функциональными элементами БИС, большое значение имеет скорость переключения, которая определяется временем пролета носителей в канале τ_с. В простейшем случае τ_с выражается следующей формулой:

,

где L – длина канала, μ – подвижность носителей заряда в канале, U_C – напряжение на стоке МОП транзистора. Кроме того, при работе в режиме усиления транзисторы характеризуются предельной частотой отсечки: f_Т = 1/ τ_с, которая определяет высокочастотную границу использования этих приборов как усилительных элементов.

Из сказанного ясно, что для повышения быстродействия БИС необходимо уменьшать длину канала МОП транзисторов.