Медь м1 и м3 различия в свойствах: Классификация меди

Содержание

Лист медный М1, М3 оптом, прайс листы, цены в Москве на лист медный 0.5, 1, 1.5 мм по ГОСТ 1173 2006

В чем отличие терминов «Лист медный» и «Плита медная»


Отличие в толщине проката. Листом принято считать плоский прокат толщиной от 0,2 до 25 мм, если толщина больше 25 мм, то такой прокат называют плитой. Причем, лист толщиной от 0,2 до 12 мм изготавливается методом холодной прокатки, а от 3 до 25 мм – горячей.

Поясните, пожалуйста, что значит мягкий, полумягкий и твердый медный лист


Лист медный ГОСТ 1173-2006 поставляется в горячекатаном, холоднокатаном и отожженном состоянии. После холодной прокатки тонкий медный лист имеет наклепанное состояние с максимальной плотностью дефектов кристаллической структуры, а, следовательно, с максимальной твердостью, прочностью и относительно низкой пластичностью. Рекристаллизационный отжиг снимает наклеп полностью или частично, соответствующим образом влияя на свойства.


В горячекатаном состоянии медь находится в рекристаллизованном состоянии, близком к отожженному. В зависимости от степени упрочнения (разупрочнения) холоднокатаный медный лист делится на мягкий, полутвердый и твердый. Временное сопротивление разрыву в мягком состоянии – 200-260 Н/мм2, полутвердом – 240-310 Н/мм2, твердом – не менее 290 Н/мм2. Относительное удлинение соответственно равно 42, 15 и 6%.


Состояние листа обозначается в маркировке буквами М, П и Т соответственно.

Подскажите, что значит марка меди М0, М1, М2 и М3


В общем случае, цифра после буквы «М» указывает на степень чистоты меди от примесей. Примеси (металлы и неметаллы, попадающие в медь с шихтой или другим способом) устраняются в процессе огневого или электролитического рафинирования черновой меди. Их количество может меняться при последующих переплавах. Максимальная загрязненность меди наблюдается в результате переплава отходов и лома меди.


Итак, для деформированной меди, полученной переплавом катодной меди приняты следующие обозначения: лист медный М0 – не более 0,07% примесей, лист М1, лист М2 и лист медный М3 — соответственно 0,1; 0,3 и 0,5%.


Для позиции «медный лист» прайс обязательно должен содержать сведения о марке меди. Чем чище медь, тем выше ее свойства (в первую очередь – физические) и стоимость.

Помогите расшифровать маркировку Лист ДПРПТ 2,0х300х2000 М3 ГОСТ 1173-2006


Лист с указанной Вами маркировкой относится к холоднокатаным (Д), с прямоугольным сечением (ПР), повышенной точностью по толщине и ширине (П), нагартованный, твердый (Т), размером 2,0х300х2000 мм из меди марки М3.

Какие требования к сортаменту предъявляются для горячекатаных медных листов


Купить медный лист в Москве можно с различным структурным состоянием. Следует знать, что тонкие листы (до 12 мм) производятся методом холодной прокатки, от 3 до 25 мм – горячекатаные. Есть различия в требованиях к сортаменту по ГОСТ 1173-2006.


Номинальные (без учета точности прокатки) размеры горячекатаных листов: толщина – 3,0…25,0 мм, ширина – 100…3000 мм, длина – 1000…6000 мм.


Требования к точности прокатки для горячекатаных медных листов:

  • По толщине допускаются только минусовые отклонения от -0,4 до -2,0 мм при увеличении толщины от 3,0 до 25 мм и ширины от 100 до 3000 мм. По согласованию допускаются симметричные отклонения в указанных границах.
  • По ширине – только минусовые отклонения (до -10 мм для листов шириной до 600 мм и -20 мм для более широких листов).
  • По длине допускаются минусовые отклонения до -30 мм.

Как правильно должны быть упакован медный лист 


Способ упаковки зависит от толщины листа. Если листы тоньше 2,0 мм, то их упаковывают в деревянные ящики, допускается также упаковка в бумагу с двусторонней деревянной «обложкой».


Более толстые холоднокатаные и горячекатаные листы упаковывают в пачки с односторонней защитой деревянным щитом. Концы длинных листов обжимаются для получения плотной кромки.


Допускается упаковывать листы другим методом, обеспечивая при этом их сохранность.

Характеристики основных физико-механических и физико-химических свойств, температуры литья и горячей обработки меди

Атомное строение меди

Медь в Периодической системе имееет атомный номер 29 является первым элементом 1B группы или первым элементом одиннадцатой группы. Электроннная конфигурация свободного атома в нормальном состоянии (OK) ls22s22p63s23p63d104s1.

Медь изоморфна и кристаллизуется с образованием гранецентрированной кубической решетки типа A1. Период решетки меди при 18°С равен 0,36074нм; с повышением температуры он возрастает.

Элементы, находящиеся в твердом растворе, изменяют период решетки меди. Чем больше разница в размерах атомов меди и растворенного элемента, тем больше эти изменения.

Периоды решетки меди при различных температурах
T, °K029157377394410441144
Период решетки, нм0,359570,360740,362600,363080,365260,366030,36683

Атомный радиус по Гольдшмидту для координационного числа 12 составляет 0,12773нм, межатомное расстояние 0,25546нм.
Большинство физических свойств зависит от чистоты и состояния меди.

Характеристики основных физико-механических и физико-химических свойств,  температуры литья  и горячей обработки меди

Атомный номер

29

Относительная атомная масса

63,54

Решетка

Кубическая гранецентрированная
( α = 3,6080 Å)

Плотность г/см2

8,94
 

Температура плавления, °С

1083

Скрытая теплота плавления, кал/г  

50,6

Температура кипения, °С

2595

Скрытая теплота испарения, кал/г     

1290

Теплопроводность, кал / (см·с·°С), при:
20°С

0,941

100° С

0,900

700°С    

0,840

Удельная теплоемкость, кал/(г·°С), при:
20° С   

0,092

600° С

0,103

1000° С

0,112

Коэффициент линейного расширения α · 10-6, 1/° С, при:
0—100° С

16,7

25—300° С    

17,7

0 — 600° С    

18,6

0—900° С    

19,3

Отражательная  способность,   %, при λ= 5500 Å        

61

Излучательная способность, %  (λ = 6650 Å), при:
930° С

9,6

1080° С

11,7

1100° С

15,0

Удельное электросопротивление, Ом·мм2/м, при:

20° С

0,0178

500° С 

0,053

Электропроводность, м/(Om·мм2) при 20°С 

57

Температурный     коэффициент    электросопротивления,1/°С,
при 20°С

3,93·10-3

Мощность излучаемой энергии,  Вт/см2, при:
27°С                       

0,05

227°С

0,11

1227°С  

4,26

Работа выхода, э·В

4,46

Сжатие объема при затвердевании,  %    

4,05-4,2

Вязкость при 1145° С, г/(см·с)     

0,0341

Поверхностное натяжение, дин/см

1178

Нормальный потенциал по отношению к водородному электроду, В 

+0,34

Предел прочности, кгс/мм2:
мягкой меди

20-25

твердой меди

40-49

Относительное удлинение,  %:
мягкой меди

60

твердой меди

6

Твердость по Бринелю, кгс/мм2:
мягкой меди,

45

твердой меди

110

Предел текучести, кгс/мм2:

 

мягкой меди

9-15

твердой меди

30-45

Ударная вязкость, кгс·м/см2

10-18

Сопротивление сжатию, кгс/мм2

55-65

Предел прочности на срез, кгс/мм2:
мягкой меди    

15

твердой меди

21

Предел ползучести кгс/мм2, при:
20° С    

7

200° С

5

400° С

1,4

Модуль сдвига, кгс/мм2

4240

Модуль упругости, кгс/мм2:
мягкой меди     

11700—12600

твердой меди

12200—13500

Температура рекристаллизации,° С

180-300

Температура горячей деформации ° С 

1050—750

Температура литья ° С 

1150 — 1250

Линейная усадка,  %

2,1

Травитель после отжига на воздухе

10%-ная
серная кислота

Характеристики упругости

Упругие свойства меди характеризуется модулем нормальной упругости Е (модуль Юнга), сдвига G и объемного сжатия Есж, а также величиной отношения поперечной и продольной упругой деформации, т. е. коэффициентом Пуассона μ. Эти характеристики упругих свойств связаны между собой. Для большинства металлов абсолютное значение коэффициента Пуассона мало отличается от 1/3. Для меди оно составляет :

μ = 0,33  Есж = E G ≅ 3/8E

Статистически усредненные значения характеристик упругости меди при 20°С по данным многочисленных исследований представлены с указанием стандартных отклонений:

Е= 123,5 ± 0,7 ГПа

Есж = 140,2 ± 3,9 ГПа

G = 45,4 ± 1,2 ГПа;

μ = 0,33 ± 0,09

Константы упругости монокристаллов меди зависят от кристаллографических направлений. У поликристаллов квазиизотропной меди вследствие произвольной ориентации зерен эти константы усредняются.

Значения модулей упругости и коэффициента Пуассона меди при температуре 20°С
СостояниеНаправление
кристаллической
решетки
Е, ГПаG, ГПаЕсж, ГПам
 <111>15933,8
Монокристаллическое<100>77,561,0
 <110>12638,0
Поликристаллическое115—12542—461390,32—0,34

Значения модулей Е и G в интервале температур 300—1300°К уменьшаются по линейному закону. Лишь в области низких температур наблюдается отклонение от равномерного изменения модулей.

Модули упругости и сдвига меди при различных температурах
Т. к4,210020030050070090011001300
Е, ГПа14113913412811510389,776,863,7
G, ГПа5049,547,344,737,831,024,118,511,5

Плотность

В качестве международного стандарта (IACS) плотность меди равна 8890кг/м3, при температуре 20°С.
Плотность меди различных марок при температуре 20°С имеет небольшие различия:

Плотность меди
МаркаПлотность, кг/м3
Медь бескислородная М00б8963 ± 3
Медь бескислородная М00б8950
Медь, раскисленная фосфором М2р (0,04%Р) 8930

.

Литая медь имеет плотность 8920кг/м3. Холодная деформация отожженной меди уменьшает ее плотность вследствие увеличения концентрации вакансий, дислоцированных атомов, дислокаций и других дефектов тонкой структуры. Возврат и рекристаллизация при нагреве наклепанного металла повышают плотность меди до исходного значения.

При нагреве плотность меди уменьшается вследствие расширения решетки, при плавлении она снижается на 5%.

T, °C2060070080090010001100120013001400
Плотность, кг/м38890868086108550847084007960786077707700

Сравнение элементов периодической таблицы | Сравните кислород и медь

Сравните кислород и медь

Сравните кислород и медь на основе их свойств, атрибутов и фактов из периодической таблицы. Сравните элементы по более чем 90 свойствам. Все элементы подобных категорий обнаруживают много сходств и различий в своих химических, атомных, физических свойствах и использовании. Эти сходства и различия следует знать, изучая элементы таблицы Менделеева. Вы можете изучить подробное сравнение между кислородом и медью с самой надежной информацией об их свойствах, атрибутах, фактах, использовании и т. д. Вы можете сравнить O и медь по более чем 90 такие свойства, как электроотрицательность, степень окисления, атомные оболочки, орбитальная структура, электросродство, физические состояния, электрическая проводимость и многое другое.

8 O Oxygen

Swap Copper vs Oxygen

Periodic Table Element Comparison

29 Cu Copper

Facts

Name Oxygen Copper
Atomic Number 8 29
Атомный символ O Cu
Atomic Weight 15. 9994 63.546
Phase at STP Gas Solid
Color Colorless Copper
Metallic Classification Другой неметалл Переходный металл
Группа Периодической таблицы группа 16 группа 11
Название группы oxygen family copper family
Period in Periodic Table period 2 period 4
Block in Periodic Table p -block d -block
Electronic Configuration [He] 2s2 2p4 [Ar] 3d10 4s1
Структура электронной оболочки (электронов на оболочку) 2, 6 2, 8, 18, 1 Точка плавления
0021

54.8 K 1357.77 K
Boiling Point 90.2 K 3200 K
CAS Number CAS7782-44-7 CAS7440-50-8
Neighborhood Elements Соседние Элементы Кислорода Соседние Элементы Меди

История

История Элемент Кислород был открыт в Швеции и Соединенном Королевстве в 1. 71 году W 1.71 Шееле. Кислород получил свое название от греческого слова oxy-, что означает «острый» и «кислота», и -gen, что означает «кислотообразующий». 9-7 %)

/22000

Abundance in Universe 10000000 / 800000 60 / 1
Abundance in Sun

00 / 700000

700 / 10
Abundance in Meteorites 410000000 / 480000000 110000 /31000
Изобилие в земной коре 460000000 /600000000 68000 /22000
В океанах
в океанах
.0020 857000000 / 331000000 3 / 0.29
Abundance in Humans 610000000 / 240000000 1000 / 99

Crystal Structure and Atomic Structure

Atomic Volume 22.4134 cm3/mol 7,124 см3/моль
Атомный радиус 48 PM 145 PM
Covalent Radius 138 PM 900 29

138 PM

0021
Van der Waals Radius 152 pm 140 pm
Atomic Spectrum
Lattice Constant 540. 3, 342.9, 508.6 pm 361.49, 361.49, 361.49 pm
Lattice Angle π/2, 2.313085, π/2 π/2, π/2, π/2
Space Group Name C12/m1 Fm_ 3m
Space Group Номер 12 225
Crystal Structure

Base Centered Monoclinic

Face Centered Cubic

Atomic and Orbital Properties

Atomic Number 8 29
Количество электронов (бесплатно) 8 29
Количество протонов 8 29
Mass Number 15.9994 63.546
Number of Neutrons 8 35
Shell structure (Electrons per energy level) 2, 6 2, 8, 18, 1
Electron Configuration [He] 2s2 2p4 [Ar] 3d10 4s1
Valence Electrons 2s2 2p4 3d10 4s1
Oxidation State -2 1, 2
Atomic Term Symbol (Quantum Numbers) 3P2 2S1/2
Shell structure

Isotopes and Nuclear Properties

Oxygen имеет 3 стабильных природных изотопа, в то время как медь имеет 2 стабильных природных изотопа.

Известные изотопы 12O, 13O, 14O, 15O, 16O, 17O, 18O, 19O, 20O, 21O, 22O, 23O, 24O, 25O, 26O, 27O 52cu, 53cu, 54cu, 55cu, 56cu, 57cu, 58cu, 59cu, 60cu, 61cu, 62cu, 63cu, 64cu, 65cu, 66cu, 67cu, 68cu, 69cu, 70cu, 71cu, 72cu, 73cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72cu, 72c 76Cu, 77Cu, 78Cu, 79Cu, 80Cu
Stable Isotopes Naturally occurring stable isotopes:

16O, 17O, 18O

Naturally occurring stable isotopes:

63Cu, 65Cu

Neutron Cross Section 0,00028 3,78
Массовое поглощение нейтронов 0.000001 0.0021

Chemical Properties: Ionization Energies and electron affinity

9 -й: 1116105 кДж/моль

9 -й.

Valence or Valency 2 2
Electronegativity 3. 44 Pauling Scale 1.9 Pauling Scale
Сродство к электрону 141 кДж/моль 118,4 кДж/моль
Энергия ионизации

1-й: 1313,9KJ/MOL

2 -й: 3388,3 кДж/моль

3 -й: 5300,5 кДж/моль

4th: 7469,2 кДж/моль

5th: 10989,5 кДж/моль

6th: 13326,5 KJ/MOL

7 -й: 713304. Мол

8th: 84078 кДж/моль

1st: 745,5 кДж/моль

2 -е: 1957,9 кДж/моль

3 -й: 3555 кДж/моль

4th: 5536 KJ/MOL

5TH: 7700 5TH: 7700. моль

6-я: 9900 кДж/моль

7-я: 13400 кДж/моль

8-я: 16000 кДж/моль

9TH: 19200 кДж/моль

10th: 22400 кДж/моль

11th: 25600 кДж/моль

12th: 35600 кДж/моль

13th: 38700 кДж/моль

14th: 42000 кДж/моль

15th:: 46700 кДж/моль

16th: 50200 кДж/моль

17th: 53700 кДж/моль

18th: 61100 кДж/моль

19th: 64702 кДж/моль

20th: 163700 кдж/моль

21. /моль

22-я: 184900 кДж/моль

23-я: 198800 кДж/моль

24-я: 210500 кДж/моль

25th: 222700 кДж/моль

26th: 239100 кДж/моль

27th: 249660 кДж/моль

28th: ​​1067358 кДж/моль

29th: 1116105 кДж/моль

116620 —

116620 —

116620 —

116620

11619920 —

1169

Density 0.001429 g/cm3 8.92 g/cm3
Molar Volume 22.4134 cm3/mol 7.124 cm3/mol
Elastic Properties
Young Modulus 130
Shear Modulus 48 GPa
Bulk Modulus 140 GPa
Poisson Ratio 0.34
Твердость – испытания для измерения твердости элемента
Твердость по Моосу 3 МПа
Твердость по Виккерсу 369 MPa
Brinell Hardness 874 MPa
Electrical Properties
Electrical Conductivity 5

00 S/m

Resistivity 1,7e-8 мОм
Сверхпроводящая точка
Теплопроводность
Теплопроводности 0,02658 Вт/(M K) 400 Вт/(M K)
Thermal Expansion 0,00165/K 0,00165/K 0,00165/K 0,00165/K 0,00165/K 0,00165/K 0,00165. Магнитный тип Парамагнитный Диамагнитный
Точка Кюри
Масса Магнитная восприимчивость

1 м/3

0,0020 00021

-1.08e-9 m3/kg
Molar Magnetic Susceptibility 4.27184e-8 m3/mol -6.86e-11 m3/mol
Volume Magnetic Susceptibility 0.000001

-0.00000963
Optical Properties
Refractive Index 1.000271
Acoustic Properties
Speed ​​of Sound 317.5 m/s 3570 m/s

Thermal Properties — Enthalpies and thermodynamics

Melting Point 54.8 K 1357.77 K
Boiling Point 90.2 K 3200 K
Критическая температура 154,59 K
Сверхпроводящая точка
Enthalpies
Heat of Fusion 0. 222 kJ/mol 13.1 kJ/mol
Heat of Vaporization 3.41 kJ/mol 300 kJ/mol
Heat of Combustion

Регуляторный и здоровье-Параметры и руководящие принципы здоровья и безопасность

6
CAS № CAS7782-44-7 CAS74440-50-502020 29782-44-7 CAS74440-50-50-50-50-50299782-44-7.0021
RTECS Number RTECSRS2060000 RTECSGL5325000
DOT Hazard Class 2.2 4.1
DOT Numbers 1073 3089
EU Number
Огнестойкость NFPA 0 1
Опасности NFPA Окислитель
NFPA Health Rating 3 1
NFPA Reactivity Rating 2 0
AutoIgnition Point
Flashpoint

Сравнить с другими элементами

Сравнить кислород со всеми элементами

группы 16

Кислород и ливерморийКислород и селенКислород и теллурКислород и сераКислород и полоний

Compare Oxygen with all

Period 2 elements

Oxygen vs LithiumOxygen vs NeonOxygen vs FluorineOxygen vs CarbonOxygen vs BerylliumOxygen vs BoronOxygen vs Nitrogen

Compare Oxygen with all

Other Nonmetal elements

Oxygen vs HydrogenOxygen vs CarbonOxygen vs SeleniumOxygen vs NitrogenOxygen vs OxygenOxygen vs PhosphorusOxygen vs Sulphur

Сравнить Медь со всеми элементами

Группа 11

Copper vs RoentgeniumCopper vs SilverCopper vs Gold

Compare Copper with all

Period 4 elements

Copper vs GermaniumCopper vs NickelCopper vs BromineCopper vs ScandiumCopper vs ArsenicCopper vs CobaltCopper vs CalciumCopper vs ChromiumCopper vs SeleniumCopper vs KryptonCopper vs VanadiumCopper vs ZincCopper vs PotassiumCopper vs TitaniumCopper против марганцаМедь против железаМедь против галлия

Сравнить медь со всеми

переходными металлами элементов

Copper vs NickelCopper vs RutheniumCopper vs RhodiumCopper vs ZirconiumCopper vs RoentgeniumCopper vs DarmstadtiumCopper vs DubniumCopper vs SeaborgiumCopper vs CadmiumCopper vs TungstenCopper vs ScandiumCopper vs TantalumCopper vs SilverCopper vs RheniumCopper vs NiobiumCopper vs CobaltCopper vs MolybdenumCopper vs MercuryCopper vs ChromiumCopper vs YttriumCopper vs IridiumCopper vs HassiumCopper vs VanadiumCopper vs ЦинкМедь против технецияМедь против платиныМедь против мейтнераМедь против копернициумаМедь против титанаМедь против марганцаМедь против железаМедь против медиМедь против палладияМедь против гафнияМедь против осмияМедь против золотаМедь против резерфордияМедь против бория

Intel 4 Process отказывается от кобальтового межсоединения, переходит на испытанную медь с кобальтовым покрытием/колпачком

Предоставлено Диком Джеймсом, почетным сотрудником, TechInsights

Симпозиумы СБИС2 состоялись 17 июня, в1 Hilton Hawaiian Village в Гонолулу, а первый доклад на технологическом симпозиуме был представлен Intel: « Intel 4 КМОП-технология с усовершенствованными транзисторами FinFET, оптимизированными для высокоплотных и высокопроизводительных вычислений » [1].

Корпорация Intel провела брифинг перед конференцией, которым воспользовалась технологическая пресса с сообщениями Anandtech, Semiwiki, WikiChip Fuse и Real World Technologies, о которых я знаю, поэтому общая тема была хорошо освещена.

Следовательно, вместо того, чтобы повторять уже хорошо изложенные детали, я решил сосредоточиться на межсоединении, которое было рассмотрено относительно слабо. Ниже представлено TEM-изображение стека.

Рис. 1. 18-слойный металлический стек Intel 4

Цитируя статью: «Стек межсоединений оптимизирован для RC и через сопротивление без ущерба для электромагнитной совместимости». Правила проектирования были изменены, чтобы согласовать шаг M0 с шагом ребра, M1/M3 с шагом контактного затвора, а M2/M4 (также параллельным ребрам) кратны шагу ребра в 1,5 раза.

Таблица 1. Правила проектирования для Intel 7/Intel 4 , но «EUV (используется) широко на нескольких уровнях». Если EUV на самом деле не используется для определения линий, то он, вероятно, используется для обрезных масок — наш анализ показывает, что три обрезанных маски использовались для ребер и четыре для M0 в Intel 10SF и 7, так что хорошие возможности для замены на EUV. Добавьте контакты и переходные отверстия, и мы увидим явные преимущества EUV.

Нам не сообщают конкретных подробностей об использовании EUV, но Intel заявляет о сокращении количества масок на 20 % и количестве этапов процесса на 5 %:

Рис. 2. Сокращение количества масок и этапов процесса при использовании EUV таблица правил проектирования выше этого M0 — M4 теперь использует eCu (улучшенная медь), а M0 / M1 больше не используют кобальт. Это позволяет металлическим RC оставаться похожими на узел Intel 7, несмотря на изменения размеров.

Рис. 3. Использование eCu восстанавливает металлический RC в Intel 4

На 10-нм Intel заявила, что использование кобальта для контактов снижает сопротивление контактной линии на 60%, а его использование для M0/M1 снижает сквозное сопротивление в 2 раза, и улучшенная электромиграция (EM) 5-10x.

Хотя это очевидные преимущества, очевидно, что кобальт не является долгосрочным решением, так как теперь у нас есть eCu, что на языке Intel означает медные линии оплавления с танталовым барьером, а также кобальтовые футеровка и крышка.

Рис. 4. Схема металлоконструкций Intel 7/Intel 4

Как показано на рис. 3, eCu обладает лучшими RC свойствами, а также почти такими же хорошими, как у кобальта, ЭМ характеристиками:

Рис. 5. Сравнение eCu ЭМ срок службы и сопротивление линии с Intel 7 Co и сплавом Cu

Мы знаем, что медь с футеровкой и колпачком из кобальта используется уже несколько лет, так что это не новая технология. Документы по надежности продемонстрировали преимущества кобальтовых футеровок и колпачков [2][3], а компания Applied Materials выпустила свою систему Endura Volta для этой технологии в 2014 году [4]. На своей пресс-конференции в Semicon West в том же году они сказали, что в полевых условиях было 90 систем, поэтому мы ожидали увидеть технику вскоре после этого.

Когда мы посмотрели на Apple A9 в следующем году, в процессе TSMC 16FF слои M1–M3 имели вкладыши и колпачки из Co:

Рис. 6. Co лайнер и колпачок в TSMC 16FF M1 – M3

И действительно, с тех пор он использовался в металлах с минимальным шагом в каждом поколении, включая N5:

Рис. 7. Co лайнер и колпачок в TSMC N5 M0 – M4

У Intel могут быть свои собственные настройки для своего процесса eCu, но, по сути, похоже, что они допустили небольшую ошибку, используя металлизацию кобальтом в своих 10-нм техпроцессах. Однако место для кобальта все же есть, и TSMC, и Samsung используют кобальтовые контакты в своих 7- и 5-нм продуктах.

Сообщается, что Intel 4 вернулся к контактам из одинарного дамасского вольфрама; в документе говорится: «Усовершенствованные методы металлизации и масштабирование барьера / подкладки позволяют создавать единый дамасский узор в слоях VCX-M0 и обеспечивают простоту процесса, лучшую надежность и выход».

На следующем рисунке мы перевернули рис. 1, сделав его изображением в светлом поле, и увеличили M0 – M4 и транзисторы:

Рис. 8. Вольфрамовые контакты и сквозные нули (?) Плотность темного изображения обеспечивается вольфрамом в контактах, но меня заинтриговал темный оттенок переходных отверстий 0, соединяющихся с M1 — похоже, что они тоже могут быть вольфрамовыми. В этом случае у нас есть один дамаскин, используемый для контактов, M0, via 0 и M1.

Что касается компоновки, правила проектирования были изменены на более строгую сеточную архитектуру, в которой концы линий и переходы размещаются на сетке. В 7-нм техпроцессе минимальное расстояние было определено для переходных отверстий и концов линий, но не для положения концов линий, что создавало переменные и трудно контролируемые перекрытия с соседними металлическими слоями и, как следствие, непредсказуемую емкостную связь.

Рис. 9. Сетчатая архитектура межсоединений Intel 4

Утверждается, что эти новые правила уменьшают изменчивость шаблонов и оптимизируют процесс проектирования для автоматического размещения и маршрутизации, повышая производительность.

Intel также обновила свой слой металл-изолятор-металлический конденсатор (крышка MIM), почти вдвое увеличив площадную емкость по сравнению с Intel 7:

Рис. 10. Последовательные поколения крышки Intel MIM

колпачок MIM находится почти в верхней части металлического стека, под верхним слоем перераспределения.

Рис. 11. Расположение крышки MIM в металлическом пакете Alder Lake

Сам слой крышки MIM представляет собой пятислойный пакет пластин из нитрида титана, между которыми расположены четыре диэлектрических слоя, один HfAlO и три HfZrO:

Рис. 12. Блок конденсаторов MIM Alder Lake, состоящий из пяти слоев TiN и четырех диэлектрических слоев

Почти удвоить емкость, что требует большего количества пластин (и, предположительно, более толстого конденсатора), или утончения диэлектрика, возможного увеличения диэлектрической проницаемости, или сочетание трех. Исторически сложилось так, что Intel добавляла пластину слоя каждое поколение.

Рис. 13. Структуры крышек Intel MIM на протяжении поколений и количество слоев диэлектрика

Глядя на приведенный выше график, видно, что количество слоев оказывает влияние, но здесь происходит нечто большее, чем просто количество слоев. Маловероятно, что Intel 4 будет иметь восемь диэлектрических слоев/девять пластин, но это еще предстоит увидеть.

Однако, если мы вернемся к Дню архитектуры 2020 года, когда был запущен конденсатор SuperMIM, Рут Брейн сказала: «Последняя инновация — это новый конденсатор Super-MIM (металл-изолятор-металл). По сравнению с отраслевым стандартом он обеспечивает 5-кратное увеличение емкости при той же занимаемой площади, что приводит к снижению напряжения, что приводит к значительному повышению производительности продукта
. … Это нововведение стало возможным благодаря новому классу диэлектрических материалов с высоким коэффициентом k, уложенных в ультратонкие слои толщиной всего в несколько ангстрем для формирования повторяющейся сверхрешетчатой ​​структуры».

Рис. 14. Конденсатор Intel SuperMIM, анонсированный на Дне архитектуры 2020

Понятно, что крышка MIM Intel 7 не имеет ультратонких слоев толщиной всего в несколько ангстрем, поэтому, возможно, мы увидим SuperMIM в Intel 4. Первый продукт — их процессор Meteor Lake, так что мы с нетерпением ждем этого!

Каталожные номера

1.