钨塞是什么?
钨塞(Tungsten Plug,业内常简称为 W-plug)是半导体集成电路制造中,用于实现晶体管器件层与上方金属互连层之间垂直电气连接的圆柱形微观金属导体。
在芯片的物理架构中,它主要位于中道工序(MOL, Middle-of-Line)的接触孔(Contact)层。通俗来说,晶体管的源极、漏极和栅极深埋在底层的硅基底上,而负责传输信号的铜布线(M1, M2...)悬浮在上方介质层中。钨塞就是贯穿这层厚厚绝缘介质(通常为氧化硅),将晶体管与第一层金属布线(M1)硬连接起来。

它主要用在两个位置:
接触孔(Contact):连接最底层的晶体管(源极、漏极、栅极)和第一层金属互连。这里的钨塞叫接触塞(contact plug)。
通孔(Via):连接上下相邻的两层金属互连。这里的钨塞叫通孔塞(via plug)
钨塞是干什么用的?
连接器件和互连:晶体管做好后,它的电极(源漏栅)在最底层,要通过接触孔钨塞引到上面的金属布线,才能和电路其他部分连接。
没有钨塞,晶体管就是孤立的,电流上不去。
连接各层互连:现代芯片有很多层金属布线(十几层甚至更多),层与层之间靠通孔钨塞垂直连通,构成完整的三维立体电路网络。
为什么用钨?
1. 优异的填孔能力
2. 抗电迁移能力强、可靠性高
3. 热稳定性好、耐高温
4. 与硅化物接触好
钨的缺点:电阻率较高(约 5.3 μΩ·cm,比铜、铝高),所以钨不适合做长距离的水平布线(那样电阻太大);但做又短又垂直的塞子,长度短、电阻影响小,钨的填充和可靠性优势压过了电阻率的劣势。所以钨专门用来做"塞子",水平布线用铝或铜。
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