为什么在芯片互连中,介质的k值一直在降低?
芯片互连中介质k值降低主要是为了减小RC延迟。随着CMOS技术进入45nm以下节点,互连寄生电容成为性能瓶颈。电容公式C=ε*A/d表明,降低介电常数(k值)能有效减小电容。因此工艺节点越先进,k值从2.7逐步降至2.1以下。常见低k介质包括有机聚合物、多孔硅基材料等,通过降低介电常数来提升芯片性能。
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知识星球(星球名:芯片制造与封测技术社区,星球号:63559049)里的学员问:为什么在芯片互连中,介质的k值一直在降低?有哪些低k的介质?
互连介质的k值为什么在降低?

随着 CMOS 技术进入 45nm 及以下节点,互连 RC 延迟成为关键瓶颈,RC延迟见文章:
如上图,金属线与金属线之间夹着介质层,类似于一个电容,而寄生电容是RC延迟的主要来源。
而电容的表达式为:
C=ε*A/d
C:电容值
ε:介电常数
A:电极面积 (互连金属线的宽度)
d:金属线之间的距离
如表达式可以看出,介电常数越大,电容越大,RC延迟越严重。
芯片节点与k值的关系?
如上图,k值逐渐由小于2.7降到小于2.1,
各类低k介质有哪些?
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