B体育多年以前,好像是200X年吧,我从一些淘汰的电脑的主板上拆下几块带有窗口的芯片,通过窗口可以看到内部精细的结构,当时十分惊叹,虽然知道芯片内部是超微结构。
27C64是一个CMOS 64K位电可编程只读存储器。被组织为8K字乘8位(8K字节)。现在看起来这个芯片的存储容量小得可怜。
显微镜是网购的200多元的低档设备,加上手机拍摄,图像质量不佳。引脚的压焊还是清晰可见的。
芯片的存储区域亮晶晶地一片,这跟金属布线 Kbit 的EPROMB体育,带窗的是UV(紫外线W封闭(窗口陶瓷玻璃密封封装),允许用户将芯片暴露在紫外线下以擦除位图案B体育。该型号另有不带窗的芯片,叫OTP,即一次性编程,编完以后无法擦除重写。芯片存储按65536×8位组织。
要看到内部结构,就要揭开内核的封装B体育。先用小刀绕一圈将金属盖切松。再用较大的刀具撬开。
一分为二,芯片内核已经被分开为上下二半,一些层断裂在上盖,另一些层保留在底板。这正是需要的效果。
下图放大到500倍,比例尺为300微米。可以看到有多个层,用数字大致标记了下层次,不一定正确。1层是半导体晶体管的表面层,上面的都是金属互联层,可见偶数层的连线都是竖直方向,奇数层的连线是水平方向。这种金属互联在芯片中有很多层。
下图放大到1500倍,比例尺是100微米。密密麻麻的半导体结构。金属互联层看到也更加清楚。
再放大到8000倍,比例尺是10微米。芯片半层体表面层电路相当清楚了,排列也是十分整齐。
20000倍,比例尺是5微米,也就是5000纳米B体育。该芯片采用90纳米的制程,可以从哪里观察呢?图中用红字标示了2处位置,107.8纳米处是线纳米处是线距,另外 还可以看到线上有许多亮点,这些是通孔。线宽、线距和通孔径都是芯片的特征尺寸,也就是反映最小工艺尺寸的制程。
电子显微镜的成像效果很好,还可以看到层次之间的深度感,这些尺寸厚度估计只有几微米。
细心一点,可能发发现,金属互联层越到上面,线宽越宽。下图是对各层线路的合成,清晰地展示了这一现象。
数了一下,上图中的金属层大概有15层之多。不过金属互联层不是芯片的精髓所在,下面的半导体层才是。半导体层也是分成好多层的,但是在上面的芯片碎片中只能看到其顶层平面B体育,靠撕开或撬开芯片这种办法,无法暴露半导体层下结构。