抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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現在はんだキャップマイクロバンプの熱圧着ボンディング(TCB)は,高帯域幅メモリ(HBM)パッケージングのための業界標準である。しかし,アセンブリ複雑性と高コストは,その高い体積採用を制限している。組立課題に加えて,脆い金属間化合物層の形成は,エレクトロマイグレーション抵抗を減少させた。さらに,ダイの間のアンダーフィルはほぼ煙突の高さを2倍にすると積層金型の熱抵抗を増加させる。現在層数はベース金型上に積層した四金型である。スタックに付加的な層の追加は,集合に付加的な課題であり,最終的に熱散逸。直接結合相互接続技術は室温で瞬間的な結合のために魅力的な代替解決策である。二つの誘電体表面を室温で結合している,金属相互接続(ほとんどの適用においてCu...Cu)は,二次的な低温アニール(1500C - 3000C)時に完了したであった。初期誘電結合プロセスは接着剤または他の溶加材なしで常温常圧で行った。二表面が,接触にもたらされるすれば瞬時に結合が起こる。バッチ焼なましは,従来のオーブンで実施した。熱圧縮結合と比較して,全体的な結合コストを引き下げるより高いスループットと収率を利点がある。鋳造標準銅デュアルダマシンプロセスを活用金型上のスケーラブル,非常に低コストの所有権3D相互接続を実現した。技術はスタックに付加的な厚さと結合ないCu-Cuを可能にした。スタックド・ダイ・モジュールは,無機材料,Si,SiO2,CuとSi3N4のみそれによって全体として強化された熱性能を持つ薄いを含んでいた。本研究では,熱シミュレーションは,はんだキャップマイクロバンプを用いた高帯域幅メモリ(HBM)の完成とANSYS ICEPAKを用いた直接結合Cu-Cu相互接続と比較した。スタックの性能に及ぼす熱勾配と熱伝導率を最小化することの影響を解析した。異なる結果の要因を理解するために,HBMの熱性能に及ぼすダイ厚さと相互接続設計の影響も評価した。室温450Cとマイクロバンプと四一高HBMあるいはCu-Cu相互接続の両方で各ダイ上の2Wの動作電力の境界条件が与えられた接合温度差が多く,9度。はんだキャップマイクロバンプスタックは670Cの接合温度に達したが,Cu-Cuスタックは590Cに達した。8金型スタックHBM構成では,直接結合Cu...Cuスタックは,標準マイクロバンプスタックと比較して接合温度の25%減少した。より重要なことに,スタック内の最も暑い日と最も金型の接合温度の差は,Cu-Cuのマイクロバンプを用いた330Cから50Cである。タイミング余裕要件とリフレッシュ速度は伝統的なマイクロバンプで作製したものと比較して直接結合相互接続における金型スタック全体メモリセルのための顕著に減少するであろう。熱性能に加えて,Cu-Cu相互接続に従来のマイクロバンプTCB接合の電気的性能を比較した。具体的には,Sパラメータ,抵抗(R),インダクタンス(L)と静電容量(C)を計算し,比較した。シミュレーションにより,製造に見られるアセンブリーミスアラインメントの影響を対応する電気的耐性を測定することにより評価した。3D全波シミュレーションツール(HFSS)はSパラメータとTDRインピーダンスをシミュレートするために使用し,Q3Dを用いてRLCパラメータを抽出した。結果は,Cu-Cu相互接続は通常のTCB継手よりも高いGHz周波数範囲でより小さい挿入損と漏話をもつことを示した。Cu-Cu相互接続も相互接続構造のコンパクトな次元に起因するTCB継手と比較してより小さい反射損失とインピーダンス変化を有していた。1μm厚さで積極的なパターンを用いて,Cu-Cu相互接続を,TCB関節に匹敵する抵抗を与えた。Cu-Cu相互接続を,TCB関節より小さいインダクタンスを有し,Cu-Cu継手の寄生容量はマイクロバンプ接合部のわずか30%であった。全体として,Cu-Cu相互接続の電気的性能ははんだキャップマイクロバンプよりも良好であった。高速シグナル伝達を必要とする応用のために,Cu-Cu相互接続は,従来のmicoバンプよりも良好に機能するであろう。本論文では,著者等は,様々なアプリケーションに関連したCu-Cu相互接続設計のためのいくつかの性能仕様を共有している。Copyright 2017 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【Powered by NICT】
