IC 기판 - 3차원 포장의 원리와 응용

3차원 집적 회로 포장 원리 및 응용

2.5D 개전층은 개전층을 통과하는 실리콘 통공(TSV)을 이용해 실리콘, 유리 또는 유기 개전층에 튜브를 나란히 장착하는 구성이다.(유리나 유기층 압판을 중간층의 기저로 사용할 때 이들은 각각 투과유리 통공(TGV)과 기저 통공(TSV)이라고 부른다.)핵심 간의 통신은 중간 계층에서 제조된 회로를 통해 이루어진다.

CMOS 이미지 센서(CIS)는 상호 연결을 위해 TSV를 후면 구멍으로 사용하여 지시선 키 병합을 제거하여 크기를 줄이고 밀도를 높입니다.모든 유형의 3D 패키지에서 패키지의 칩은 일반 회로 기판의 개별 패키지에 설치된 것처럼 칩 외부 신호를 사용하여 통신합니다.

3D IC는 3D 스태킹 IC(3D-sic)로 나눌 수 있는데, 이는 IC 칩이 TSV와 스태킹되고 상호 연결된다는 것을 의미한다;진정한 3D IC는 FAB 공정을 사용하여 단일 칩에 여러 개의 부품 레이어를 계층화하며, 매우 정교한 간격의 TSVS를 사용하지 않고 상호 연결을 형성할 수 있습니다.

실리콘 통과 구멍(TSV)은 식각 공정을 사용하여 실리콘 조각에 형성된 구멍이다.상호 연결은 TSV를 구리, 텅스텐 또는 폴리실리콘과 같은 전도성 재료로 채움으로써 형성됩니다 (그림 2).TSV 상호 연결의 주요 장점은 신호가 한 칩에서 다음 칩으로 전파되거나 한 층의 회로에서 다른 층의 회로로 전파되는 경로를 단축한다는 것이다.이를 통해 전력 및 상호 연결 밀도를 향상시켜 기능과 성능을 향상시킬 수 있습니다.TSV 자체는 3D IC가 아닙니다.대신 3D 집적 회로를 활성화할 수 있는 기반이 됩니다.후면 통공은 이미지 센서, 마이크로컴퓨터 시스템 (MEMS) 및 화합물 반도체와 같은 다른 부품에도 사용됩니다.

단일 3D IC의 의미는 무엇입니까?

단일 3D IC는 웨이퍼나 모듈을 스택하여 3D IC를 만드는 것이 아니라 베이스 웨이퍼에서 시작하여 베이스 웨이퍼에 기존 FAB 부품을 사용하여 실리콘, 금속 레이어, 유원 및 무원 회로와 같은 추가 레이어를 추가합니다 (그림 2).마이크로미터 범위가 아닌 나노미터 범위의 통공을 사용하여 칩이 아닌 층 사이에 수직 상호 연결을 형성한다;TSV와 동일합니다.현재 메모리 응용 프로그램에 주로 사용되는 몇 가지 다른 방법이 개발되고 있습니다.Integral 3D를 sequential 3D라고 부르기도 합니다.

3D 메모리란 무엇입니까?

이미 두 개의 비휘발성 (NAND 플래시) 과 휘발성 메모리 (DRAM) 부품 스택 메모리에 수직으로 많은 방법을 개발했다.DRAM 방법에는 고대역폭 메모리(HBM), Micron의 하이브리드 메모리 큐브, Tezzaron의 통합 RAM(DiRAM)이 포함됩니다.이 모든 것은 TSV를 사용하는 3D IC를 기반으로 합니다(그림 3).삼성, 도시바 및 많은 다른 회사들은 전반적인 3D 방법론에 기반한 3D NAND 플래시 메모리를 개발하고 있습니다.

2.5D 삽입기 기술의 장점은 무엇입니까?

2.5D 기술은 처음에는 3D 집적회로의 브리지 기술로 개발되었으나 지금은 3D 집적회로와 공존할 수 있는 패키징 플랫폼으로 발전하였다.3D-IC와 달리 코어 자체가 아닌 중간 계층에만 TSV가 필요하여 액티브 코어를 패키징 라이닝에 연결합니다.이렇게 하면 기존 몰드 설계를 사용할 수 있습니다.

3D 통합의 주요 기술적 원동력은 무엇입니까?

차세대 칩의 노드에서, 이러한 광각 단계와 웨이퍼 처리의 비용이 증가하여, 이 업계는 우리 전자 설비의 성능과 기능을 향상시키고 원가를 낮추기 위해 대체품을 찾게 되었다.또한 다양한 기술 (논리, 메모리, RF, 센서 등) 의 소형 통합에 대한 수요는 업계에서 3D 통합을 하나의 솔루션으로 추진하고 있습니다.

3D 통합의 시장 요인은 무엇입니까?

3D 통합 (3D 통합) 의 시장 추진력은 하이엔드 컴퓨팅, 서버 및 데이터 센터, 군사 및 항공 우주 및 의료 장비에서 시작되었습니다. 현재 3D 통합 기술의 비용을 감당할 수 있는 가장 큰 요구 사항이기 때문입니다.태블릿PC, 스마트폰, 게임기기도 이 기술의 발전을 추진하고 있다.

3D 집적 회로는 어떤 과제를 안고 있습니까?

많은 사람들이 남은 기술적 과제가 없으며 남은 문제를 쉽게 해결할 수 있다고 주장하지만 일부 공정 단계에서는 2.5D 및 3D 집적 회로, 웨이퍼 처리, 열 관리 및 테스트를 계획, 구현 및 검증하는 설계 도구와 같은 더 나은 솔루션이 여전히 필요합니다.주요 과제는 현재의 단위 비용, 낮은 수량 및 생태계의 성숙으로 인한 구현 위험입니다.프로세스 비용을 절감하고 업계 전반의 공동 작업을 단순화하기 위해 노력하고 있습니다.생산량을 늘리는 것은 원가를 낮추는 데 도움이 될 것이다.그러나 많은 3D 전문가들은 3D 집적 회로를 구현하면 시스템 비용이 크게 절감되고 나머지 과제는 시스템급 엔지니어가 시스템에서 3D 집적 회로를 설계하도록 교육하는 이점이라고 생각합니다.

CMOS 이미지 센서 (CIS) 는 많은 양의 구멍 배통 구멍을 구현 한 최초의 장치 중 하나입니다.후면 조명이 있는 CIS(BSI)는 현재 생산 중인데, CIS는 IC 상단에 쌓여 있기 때문에 3D IC 부품이다(그림 2).Xilinx는 Virtex-7 시리즈의 모든 프로그래밍 가능한 FPgas를 위해 2011 년에 2.5D 플러그인 디자인을 출시했습니다.지난 몇 년 동안 Tezzaron은 소량의 DiRAM을 납품했습니다.

2014년 말 마이크론과 삼성은 논리적 장비 위에 있는 3D D램 스택인 하이브리드 스토리지 큐브(HMCS) 생산을 시작한다.SK하이닉스는 HMC와 고대역폭 메모리(HBM)를 함께 공급한다.이러한 3D 통합 스토리지 디바이스는 2014/15년에 대규모로 생산되었으며 이후 몇 년 동안 논리적 스택 및 이기종 디바이스를 계속 사용하고 있습니다.

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