您當(dāng)前的位置:檢測(cè)資訊 > 科研開發(fā)
嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2025-08-19 10:45
金屬間距指的是集成電路(IC)上相鄰兩條金屬互連線中心之間的距離。它等于金屬線寬(也稱為關(guān)鍵尺寸(CD))與相鄰金屬線間距之和。

CD關(guān)鍵尺寸指的是印刷圖案的分辨率,基本上就是光刻機(jī)能夠在芯片上印刷的最小圖案。關(guān)鍵尺寸可以通過半導(dǎo)體的瑞利方程獲得,其等式為:
分辨率 = k1 * 波長(λ)/ 數(shù)值孔徑(NA)
其中 k1 是由多個(gè)物理和化學(xué)因素決定的常數(shù),λ 是所用光源的波長,數(shù)值孔徑(NA)是一個(gè)光學(xué)參數(shù)。
k1 是由多種物理和化學(xué)因素決定的一個(gè)常數(shù),其物理極限約為 0.25,而大多數(shù)光刻機(jī)已經(jīng)接近這一極限。λ(lambda)是光源的波長。波長越短,能光刻的特征就越小。例如,深紫外光使用 193 納米的光,而用于最先進(jìn)半導(dǎo)體的極紫外光則使用 13.5 納米的光。數(shù)值孔徑(NA)是光刻設(shè)備中所用透鏡系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù),它決定了系統(tǒng)能夠接收或發(fā)射光的角度范圍。數(shù)值孔徑越高,特征尺寸(CD)或分辨率就越低。

“接觸柵極間距”(CPP)是指兩個(gè)活動(dòng)?xùn)艠O之間的距離。Metal Pitch間距指的是相鄰金屬線或關(guān)鍵尺寸之間的距離。這種間距是為防止金屬線之間發(fā)生電氣干擾而必須的。
盡管金屬間距在半導(dǎo)體行業(yè)中仍被廣泛用作工藝節(jié)點(diǎn)演進(jìn)的衡量標(biāo)準(zhǔn),但自晶體管發(fā)展為三維結(jié)構(gòu)以來,其在過去的 15 年里已逐漸失去意義。
當(dāng)晶體管還是平面結(jié)構(gòu)時(shí),柵極長度和半金屬間距幾乎相等,邏輯節(jié)點(diǎn)的縮放是以這個(gè)測(cè)量值為參照的。因此,金屬間距仍然是一個(gè)非常重要的測(cè)量值,它指的是集成電路的一個(gè)特定尺寸。然而,隨著摩爾定律的發(fā)展,間距不斷縮小,晶體管結(jié)構(gòu)彼此靠得太近,增加了漏電流的風(fēng)險(xiǎn)。漏電流會(huì)增加功耗,并且在晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)難以保持對(duì)其的控制,從而導(dǎo)致更高的功耗和更低的能效。
隨后,該行業(yè)轉(zhuǎn)向了 3D 晶體管結(jié)構(gòu)。2011 年,英特爾推出了鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET),其溝道包含一個(gè)垂直的鰭片,而到了 2024 年,行業(yè)開始向環(huán)繞柵極晶體管過渡,這種晶體管由多層納米片堆疊而成。在這些新的 3D 架構(gòu)下,金屬間距已不再重要,因?yàn)橄?5 納米或 3 納米這樣的半導(dǎo)體邏輯節(jié)點(diǎn)不再指代金屬間距的一半。例如,5 納米工藝節(jié)點(diǎn)的金屬間距為 28 納米,3 納米工藝節(jié)點(diǎn)的金屬間距為 22 納米,這表明我們?nèi)栽谑褂玫墓に嚬?jié)點(diǎn)術(shù)語在很大程度上只具有象征意義。我們只能等待行業(yè)達(dá)成一致,再次像過去那樣參照與晶體管本身相關(guān)的實(shí)際尺寸。
Reference:
1.Semiconductor Physics And Devices.
2.https://techlevated.com

來源:十二芯座