Theo các nhà nghiên cứu thuộc trường đại học công nghệ Chalmers ở Gothenburg, Sweden thì các ngăn xếp của chip 3 chiều (Three-dimensional chip stacks) được kết nối với nhau tốt hơn bằng TSV sử dụng các ống nano cacbon thay cho kim loại đồng.

TSV đảm bảo tốc độ trao đổi thông tin tăng lên giữa các chip khi tạo thành một hệ thống theo kiểu ngăn xếp theo ba chiều thay vì đặt các chip nằm trên mặt phẳng 2 chiều. Thật không may khi lấp đầy các kết nối bằng đồng sinh ra các vấn đề về giãn nở do nhiệt, vì vậy đồng giãn ra lớn hơn bao quanh silicon. Các ống nano cacbon có thể giải quyết vấn đề này.

“Ống nano cacbon có nhiều đặc tính tốt hơn đồng, cả hai đều dẫn nhiệt và điện”, một thành viên của nhóm nghiên cứu Charlmers, Kjell Jeppsson nói.”Chúng giãn nở gần giống nhau xung quanh silicon trong khi đó đồng giãn nở nhiều hơn, kết quả là với sự căn cơ khí có thể gây ra các thành phần dễ vỡ”. Một số thành viên khác gồm có Teng Wang và Johan Liu.

Ống nano cũng có tính dẫn cao và trọng lượng nhẹ hơn đồng, và không giống như phim carbon, nó dễ dàng chế tạo. Để chứng minh quan điểm của họ, các nhà nghiên cứu gần đây đã chứng minh một phương pháp làm đầy vias bằng các ống nano và liên kết hai chip bằng chất kết dính, kết quả là sự kết nối giữa các chip xếp chồng lên nhau đều tốt về điện và nhiệt.

Còn tồn tại một trở ngại để sản xuất hàng loạt chip 3-D được kết nối bên trong bằng nanotube làm đầy TSV là quá trình xử lý nhiệt độ. Các ống cacbon thường được chế tạo ở 700 0C, trong khi chip CMOS bị hư hỏng do nhiệt độ cao hơn nhiều so với 450 0C. Tuy nhiên, nếu sự trở ngại cuối cùng có thể được khắc phục, chẳng hạn như bằng cách sản suất các ống nano riêng biệt và máy móc chèn chúng vào, sau đó các nhà nghiên cứu dự đoán rằng kỹ thuật của học có thể được thương mại hóa trong vòng năm năm.

Hai chip có TSV được lấp đầy với hàng ngàn ống nano cacbon. Sau đó các chip này được nối với chất kết dính để các ống nano cacbon liên lạc trực tiếp. Một kết nối bằng cách sử dụng hai kết nối được mô tả ở hình trên.

Bản in Gửi Email cho bạn bè