多層佈線技術

多層佈線技術是大規模集成電路中較關鍵的技術。因為集成電路的高密度化增大了金屬佈線在管芯小片內所佔的比例，以致達到小片容納不了的程度。多層佈線化的提出構成了集成電路發展的一個新階段，可以説多層佈線化目前巳成為集成電路商密度化的關鍵。尤其是大規模集成電路中的多層佈線對於大規模集成電路的成品率和降低成本是一個重要因素。 ^[2] 

通過不同的薄膜、厚膜工藝、可在基片中三維立體佈置引線、電阻、電容等電子元件及其它功能器件。低温燒結多層佈線陶瓷基片中的導線分內部佈線和外部佈線兩類。對內部佈線的要求是性能要穩定，電阻率要低，和基片之間的反應要小，而且層與層之間的配位要精確；對外部佈線的要求是具有良好的抗蠕變特性和良好的附着強度。低温燒成多層佈線陶瓷基片中的電阻元件分為後燒成電阻、同時燒成外層電阻以及同時燒成內層電阻等幾類。由於燒結過程中電阻材料與基片材料的相互作用及基片的燒結收縮等，往往會引起電阻值的增加及電阻温度係數的變化等。這些要通過合理選擇基片成分、燒結條件、燒結程序、控制基片收縮，及時處理基片晶化過程中產生的殘留氣體，選擇高軟化點玻璃材料等加以解決。 ^[3] 

集成電路芯片上各元件製造完成後，需用金屬導線按電路功能把它們連接起來，這就是集成電路的內部佈線，通常叫做互連。在設計互連時，要求互連線儘可能短，互連線的電阻值儘可能小，互連線彼此不能相交，而且要避免通過薄的氧化層。

以上幾點要求，在中、小規模集成電路中比較容易做到。可是，在大規模集成電路中，金屬佈線比較複雜，要在同一平面上避免互連線的交叉是十分困難的。為此，必須採用多層佈線技術。 ^[4] 

採用多層佈線技術有以下好處：

(1)增加了設計的靈活性，減少了排版佈線的困難程度。

(2)可以加大布線的條寬，減少導線的電流密度，提高了電路的可靠性。

(3)可以減少互連所佔用的面積，使器件能以更緊湊的方式排列，因而提高了電路的集成度和性能。 ^[4] 

厚薄膜多層佈線技術用於高密度組裝

厚薄膜多層佈線技術除計算機應用外。尚可使用於微波電路及高可靠的通訊系統中，其優點為：

(1)進一步提高了電路的集成度和縮小了體積，減輕了重量；

(2)改善了電氣性能，計算機中由於採用多層佈線技術，縮短了互連線，從而減小了分佈電感和分佈電容，於是就能獲得較好的邏輯脈衝的保真度，減少了振盪；

(3)結構經得起衝擊和振動，提高了可靠性；

(4)工藝較為簡單，經濟性較好。

薄膜多層佈線技術，通常是採用多層金屬薄膜作佈線導體，以低損耗的無機或有機介質膜作絕緣交叉層，經多次光刻形成圖形。用Cr/Au/Cu導體膜和聚酰亞胺介質膜構成的薄膜多層佈線，可達三層，現正研究將它應用於計算機集成電路片組件中。

在厚膜多層佈線技術中，採用高Q可結晶的玻璃介質漿料作交叉絕緣層，可做五層或五層以上的導體電路圖形。這種多層佈線基片，當電路改變時，只要改換絲網掩模即能生產，工藝成本較低，電路板的價格也較便宜，在數量較少，而電路品種又較多的場合，使用是適宜的。 ^[5]