Год назад компания GlobalFoundries сообщила о создании опытного 20-нм кремния с использованием сквозных соединений (TSVs). Последующие поиски позволили компании продвинуться на данном направлении в плане совершенствования технологии. Так, GlobalFoundries смогла адаптировать разработку для выпуска многослойных полупроводниковых 3D-структур и при этом сумела увеличить эффективность использования площади кристалла в каждом слое. Речь идёт о такой проблеме, как существование "мёртвой" зоны вокруг каждого сквозного соединения (keep-out zone).

По прикидкам специалистов, тот же графический процессор может содержать до 10 тысяч сквозных соединений. Вокруг каждого канала в процессе изготовления полупроводникового слоя образуется неиспользуемая в схеме площадь, которая может достигать 113 квадратных мкм. Предложенная компанией GlobalFoundries технология позволяет в четыре раза уменьшить "засорение" кристалла, а это лишний транзисторный бюджет и снижение себестоимости. Основной трудностью при этом было то, что в процессе рабочего нагрева микросхемы в месте контакта возникают механические нагрузки, которые способны привести к выходу микросхемы из строя. Коэффициент температурного расширения меди и кремния отличается, так что место соединения остаётся слабым звеном, что пытаются компенсировать, играя с химическим составом контактного и защитного слоёв. К слову, компания Tezzaron предлагает использовать для заполнения TSVs-каналов вместо меди вольфрам, коэффициент температурного расширения у которого близок к аналогичному показателю кремния.

Добавим, подробный доклад по этой теме компания GlobalFoundries планирует зачитать в мае на тематической конференции IEEE International Interconnect Technology Conference в Сан-Хосе, США. Возможно мы узнаем какие-то другие интересные подробности.