Субмикронные интегральные схемы: элементная база и проектирование. Рындин Е.А - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

39
Элемент реализован на основе двух полупроводниковых «столбиков», каж-
дый из которых содержит по две комплементарных пары полевых транзисторов, и
четырех металлических столбиков, содержащих межслойные переходы, соединяю-
щие затворы комплементарных транзисторов. Таким образом, логический элемент,
содержащий 8 транзисторов, занимает на кристалле площадь, равную площади 6
контактных окон с соответствующими периферийными областями, или в единицах
минимального топологического размера D площадь ЛЭ составит 40 D
2
(см. рис. 20).
Проведенные оценки показывают, что при современных проектных нормах D £ 0.25
мкм возможно размещение более 10
8
транзисторов на кристалле площадью 100 - 150
мм
2
, что более чем в 5 раз превосходит показатели по процессорам Pentium III и
Athlon (2×10
7
транзисторов) [45].
Следует отметить, что использование операции слияния двух полупроводни-
ковых пластин на одной из завершающих стадий технологического процесса (после
формирования активных полупроводниковых структур и межэлементных соедине-
ний) требует решения проблемы совмещения пластин при слиянии, а также разра-
ботки новых методов конструктивно-технологической реализации периферийных
контактных площадок для подключения внешних выводов к кристаллу СБИС.
В работах [41, 42] предлагаются два подхода к конструктивной реализации
контактных площадок для подключения внешних выводов к кристаллу:
- формирование контактных площадок только на одной из пластин (n
+
- или
р
+
-типа). При этом контактные площадки располагаются на той поверхно-
сти пластины, по которой на последующих этапах технологического цикла
будет производиться слияние (рис. 21). Для подсоединения внешних вы-
водов к контактным площадкам в этом случае необходимо выполнять кри-
сталлы n
+
- или р
+
-типа с разными размерами (см. рис. 21). Основной не-
достаток данного метода – необходимость совмещения и слияния отдель-
ных кристаллов, а не целых пластин, что снижает производительность
техпроцесса, повышает затраты и требует разработки специального техно-
логического оборудования;
- формирование контактных площадок на боковых гранях кристаллов (рис.
22). При этом кристаллы n
+
- или р
+
-типа имеют одинаковые размеры, бла-
годаря чему операция слияния может проводиться для целых пластин, а не
отдельных кристаллов. Однако при этом контактные площадки необходи-
мо формировать на каждом кристалле отдельно, что так же, как и в первом
варианте, снижает производительность техпроцесса, повышает затраты и
требует разработки специального технологического оборудования. Досто-
инством данного метода является возможность формирования многокри-
стальных модулей (МКМ), в которых кристаллы СБИС расположены друг
над другом и соединены посредством пайки по шинам питания и нулевого
потенциала (рис. 23). Это обеспечивает эффективный отвод тепла посред-
ством кондукции и повышает степень микроминиатюризации МКМ.
40
Рис. 21. Формирование контактных площадок на поверхности слияния кристаллов
Рис. 22. Формирование контактных площадок на боковых поверхностях кристалла
Рис. 23. Принцип конструктивной реализации многокристального модуля
Для реализации СБИС на основе трехмерных КПТШ-элементов может быть
использован технологический маршрут, схематически представленный на рис. 24,
25 [41, 42].

Страницы