Prüfung von Consumer-HF - beam - Elektronik & Verlag

Aus Forschung und Technik
Imec demonstrierte 3D-integrierte
DRAM-on-logic für mobile Einsätze mit
niedrigem Stromverbrauch
imec
www2.imec.be
Logik-IC auf DRAM-IC, - verbunden mit Hilfe von TSVs und micro-bumps
Imec und seine 3D-Integrationspartner
haben das Potential
der 3D-Integration eines
kommerziellen DRAM-Chips
auf einem Logik-Chip für die
nächste Generation von mobilen
Anwendungen mit niedriger
Leistung bewiesen. Imecs
angewandte 3D-EDA-Werkzeuge,
einschließlich thermischer
Modelle, haben bewiesen,
dass sie wertvolle Hilfsmittel
zur Gestaltung von gestapelten
Chips der nächsten Generation
sind.
Der 3D-Stack ähnelt soweit als
möglich zukünftigen kommerziellen
Chips. Er besteht aus
imecs eigenem CMOS-Logik-
IC, auf dessen Oberseite ein
kommerzielles DRAM mit Hilfe
von Silizium-Vias (TSV‘) und
micro-bumps gefestigt wurde.
Heizungen waren integriert, um
die Wirkung von Hot spots auf
DRAM-Refreshzeiten zu testen.
Und der Chip enthielt zusätzliche
Teststrukturen für das Überwachen
thermodynamischer
Spannungen in einem 3D-Stack
sowie die Untersuchung möglicher
ESD-Gefahren, elektrischer
Merkmale von TSVs und micro
bumps sowie Fehlermodelle für
TSVs usw.
Imecs integrierter 3D-DRAMauf-Logik-Demonstrator
zeigte,
dass eine minimale Die-Dicke
von 50 µm benötigt wird, um
mit lokalen Überhitzungspunkten
auf dem Die fertig zu werden,
die durch die lokale Stromverteilung
generiert werden. Aufgrund
der stark reduzierten lateralen
Wärmeverteilungsfähigkeit des
dünnen Dies, haben diese hot
spots eine höhere Temperatur
und sind in ihrer Ausdehnung
eingeschränkter, wenn die Die-
Stärke noch reduziert wird.
Die hot spots auf dem Die verursachen
lokale Temperatursteigrungen
im Speicher-Die. Dies
kann eine Reduktion der Speicherzeit
der DRAMS bewirken.
Imecs 3D-Stack-Demonstrator
hat jedoch bewiesen, dass das
DRAM thermisch nicht vom
Logik-Die isoliert werden muss,
da der DRAM-Die auch als ein
wirksamer Wärmeabstrahler für
den Logik-Die wirkt. Dadurch
wird die Intensität des hot spots
reduziert, und der Temperaturanstieg
im DRAM ist dadurch
stark begrenzt.
Diese Forschungsarbeit wurde
in Zusammenarbeit mit Imecs
Schlüsselpartnern bei seinen
CMOS-Programmen durchgeführt.
Dazu gehören Globalfoundries,
INTEL, Micron,
Panasonic, Samsung, TSMC,
Fujitsu, Sony, Amkor und Qualcomm.
6 hf-praxis 9/2011