כנס IDEM: שבבי תלת ממד אמיתיים מנצלים את היתרונות של ננו שפופרות

שבבי תלת מימד הוצגו לראשונה בכנס IDEM שהתקיים בסן פרנסיסקו ב-13-17 לדצמבר,השנה והמציגה היתה אוניברסיטת סטנפורד.

מרבית השבבים התלת ממדיים משתמשים ב- through-silicon-vias (TSVs) כדי לחבר DIES שיוצרו בנפרד, כגון קוביות זכרון היברידי מסוג DRAM שפיתחה מיקרון.

חברת סטארטאפ בשם ביסאנג (BeSang) מאורגון מכרה רשיון לתהליך שפיתחה לחברת SK Hynix לצורך בניית שבבי תלת ממד אמיתיים בלי TSVs. ואולם ההדגמה של סטנפורד הראתה כי כל פאב יכול לערום כל מספר של שכבות של לוגיקה וזכרון על גבי DJE של CMOS סטנדרטי.

לצורך ההדגמה ערמו החוקרים מסטנפורד שבב CMOS סטנדרטי על גבי שכבה של זכרון RRAM ועל גבי שכבה של מעגלים לוגיים המשתמשים בננו שפופרות פחמן כערוצי הטרנזיסטורים.

"אם אתה רוצה להגיע לרמות צפיפות אנרגיה גבוהות, לא ניתן להשתמש ב- TSVs אלא ב-VIAS קונבנציונליים, אומר סובהסיש מיתרה, פרופסור להנסת אלקטרוניקה בסטנפורד. "בנינו את השכבות הללו אחת על גבי השניה תוך שימוש ב-VIAS ללא כל בעיות ולהראות שהדבר אפשרי.

החוקרים ייצרו שבב CMOS לוגי רגיל בתחתית הערמה, לאחר מכן כיסו אותו במבודד עשוי דו תחמוצת הצורן, תוך שימוש בחריטה למקוטעים כדי ליישר אותה. השכבה הבאה היתה RRAM המורכב מניטריד טיטניום ותחמוצת הפניום כשכבת המיתוג הפעילה, ולבסוף פלטינה שהורכבה על שכבת ה-CMOS בטמפרטורה של 200 מעלות (כדי לא לפגוע ב- CMOS die. בין השכבות הם השתמשו ב- vias בין שכבתיים עבור הקישור ההדדי בין השכבות.