Трехмерная интегральная схема
Трехмерная интегральная схема ( 3D IC ) представляет собой интегральную схему (IC) MOS (металл-оксид-полупроводник) , изготовленную путем укладки кремниевых пластин или кристаллов и их вертикального соединения с использованием, например, сквозных кремниевых переходных отверстий (TSV) или Cu- Медные соединения, так что они ведут себя как единое устройство, обеспечивая повышение производительности при сниженном энергопотреблении и занимаемой площади по сравнению с обычными двумерными процессами. 3D IC — это одна из нескольких схем 3D-интеграции, использующих z-направление для достижения преимуществ электрических характеристик в микроэлектронике и наноэлектронике .
Трехмерные интегральные схемы можно классифицировать по их уровню иерархии межсоединений на глобальном ( корпус ), промежуточном (контактная площадка) и локальном ( транзистор ) уровне. [1] В общем, 3D-интеграция — это широкий термин, включающий такие технологии, как 3D-упаковка на уровне пластины (3DWLP); Интеграция 2.5D и 3D на основе интерпозера; ИС с трехмерным стеком (3D-SIC); монолитные 3D ИС; 3D гетерогенная интеграция; и интеграция 3D-систем. [2] [3]
Международные организации, такие как Комитет дорожной карты технологий Jisso (JIC) и Международная дорожная карта технологий для полупроводников (ITRS), работали над классификацией различных технологий 3D-интеграции для дальнейшего установления стандартов и дорожных карт 3D-интеграции. [4] По состоянию на 2010-е годы 3D-ИС широко используются для флэш-памяти NAND и в мобильных устройствах .
3D-упаковка относится к схемам 3D-интеграции, которые основаны на традиционных методах межсоединений, таких как проводное соединение и флип-чип, для создания вертикальных стеков. 3D-упаковка может быть далее распространена в 3D- систему в упаковке (3D SiP) и 3D- упаковку на уровне пластины (3D WLP), многослойную матрицу памяти, соединенную проволочными соединениями, и конфигурации « пакет на корпусе» (PoP), соединенные либо проволочными соединениями, либо флип-чипами. — это 3D SiP, которые уже некоторое время используются в массовом производстве и имеют хорошо налаженную инфраструктуру. PoP используется для вертикальной интеграции разрозненных технологий, таких как 3D WLP, использует процессы на уровне пластины, такие как слои перераспределения.(RDL) и процессы стыковки пластин для формирования межсоединений.
2.5D - переходник также представляет собой 3D-WLP, который соединяет стороны кристалла на кремниевом, стеклянном или органическом переходнике с помощью TSV и RDL. Во всех типах 3D-упаковки чипы в корпусе взаимодействуют с помощью внешней сигнализации, как если бы они были смонтированы в отдельных корпусах на обычной печатной плате.
Трехмерные ИС можно разделить на трехмерные стекированные ИС (3D SIC), которые относятся к объединению микросхем ИС в стек с использованием межсоединений TSV, и монолитные трехмерные ИС, которые используют невероятные процессы для реализации трехмерных межсоединений на локальных уровнях иерархии проводки на кристалле, как установлено. Это приводит к прямым вертикальным соединениям между уровнями устройств. Первые примеры монолитного подхода можно увидеть в устройствах Samsung 3D V-NAND . [5]
