三維積體電路

具有多層器件結構的積體電路。又稱立體積體電路。現有的各種商品積體電路都是平面結構,即積體電路的各種單元器件一個挨一個地分布在一個平面上,稱二維積體電路。

基本信息

三維積體電路

隨著集成度不斷提高,每片上的器件單元數量急劇增加,晶片面積增大,單元間連線的增長既影響電路工作速度又占用很多面積,嚴重影響積體電路進一步提高集成度和工作速度。於是產生三維集成的新技術思路。做法是:先在矽片表面做第一層電路,再在做好電路的矽片上生長一層絕緣層,在此絕緣層上再低溫生長一層多晶矽,用再結晶技術使這層多晶矽變成單晶矽,至此單晶矽膜上做出第二層電路。這樣依次往上做,就形成三維立體多層結構的積體電路。

優點

三維集成的優點是:

①提高封裝密度。多層器件重疊結構可成倍提高晶片集成度。

②提高電路工作速度。重疊結構使單元連線縮短,並使並行信號處理成為可能,從而實現電路的高速操作。

③可實現新型多功能器件及電路系統。如把光電器件等功能器件和矽積體電路集成在一起,形成新功能系統。日、美、歐共體各國都在致力於研究三維積體電路,並已制出一些實用的多層結構積體電路。立體電路是正在發展的技術。

技術的挑戰

三維集成面臨技術的挑戰:

①散熱問題:由於電路系統擁有了更高的集成度,熱功耗也隨之提升、表面積體積比隨之下降,與此同時,傳統的平面散熱技術不再能滿足立體積體電路的散熱要求。

②測試問題:傳統測試技術只針對單層系統,而未提供針對多層晶片集成之後的整體系統測試技術。

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