半導體同時具有“導體”的特性，因此允許電流通過，而絕緣體則不允許電流通過。離子注入工藝將雜質添加到純硅中，使其具有導電性能。我們可以根據實際需要使半導體導電或絕緣。 重復光刻、刻蝕和離子注入步驟會在晶圓上創建無數半導體電路。必須從外部施加電信號，才能使這些電路正常工作。金屬互連沿半導體電路設計圖形鋪設，以便電信號通過電路傳輸。

金屬互連：鋪設電氣高速路

金屬互連工藝是為了利用金屬的導電特性。在此步驟中，根據半導體的電路設計圖形沉積金屬線。但并非所有金屬都可以用于金屬互連。為了提高半導體芯片的質量，金屬必須滿足以下條件：

沉積時，易于在晶圓上形成薄膜并具有較強的附著力。

低阻抗以減少損耗。

高化學和熱穩定性以保證穩定的電氣特性。

易于形成電路圖形，適用于刻蝕等工藝。

即使在極小尺寸下仍具有高可靠性。

成本低廉以滿足大規模量產需求。

滿足上述條件的金屬包括鋁(AI)、鈦(Ti)和鎢(W)。那么金屬互連是如何形成的呢？

鋁是在半導體芯片金屬互連工藝里最常見的材料，因為鋁可以很好地粘附在氧化層(二氧化硅)上，易于加工。 但是，鋁(Al)和硅(Si)在相遇時往往會發生混合。這意味著在硅晶圓上鋪設鋁線時，接合面可能會被破壞。為了防止這種情況發生，沉積了另一種金屬作為鋁和晶圓之間的屏障。這種金屬稱為阻擋金屬(Barrier metal)。通過形成雙層薄膜，可以防止接合面被破壞。 金屬線的鋪設使用沉積工藝進行。將金屬放置在真空室中并在低壓下煮沸或電擊，從而將金屬變成氣體。將晶圓放置在真空室中，從而在晶圓上形成一層薄金屬膜。 通過不斷的研究和開發，半導體工藝越來越完善。例如，在金屬互連工藝中正在向化學氣相沉積(CVD)過渡，以在較小的區域上形成更均勻的薄膜。 我們已經研究了晶圓制造以及設計和創建半導體芯片過程中的電路圖形所涉及的工藝。接下來，我們將研究生產完美半導體產品之旅的最后步驟：測試和封裝。

審核編輯：湯梓紅