Подход преодолевает ограничение обычных методов тестирования чипа на так называемом 3D жареном картофеле, который включает много тонких горизонтальных «этажей», связанных друг с другом вертикальными путями, названными vias через основание или TSVs. Эти TSVs важны для операции 3D жареного картофеля, который стал коммерчески жизнеспособным только за прошлые несколько лет после десятилетий длительного усилия по развитию промышленности.С новым методом тестирования NIST у разработчиков чипов может быть лучший способ минимизировать эффекты «электромиграции», постоянную причину отказа чипа, внедренного в износе, который неустанные потоки плавных электронов причиняют хрупкой схеме, которая несет их. Подход NIST мог дать проектировщикам более быстрый способ исследовать исполнение материалов чипа заранее, таким образом обеспечив больше, и почти в реальном времени, понимание, чему материалы будут лучше всего служить в 3D чипе.
«Наша работа показывает, что может быть возможно определить микроскопические неудачи быстрее», сказало Отклонение от курса NIST Obeng, химик исследования и лидер Метрологии для Появляющегося проекта Интегрированных систем. «Вместо того, чтобы ждать в течение многих месяцев, мы видим в днях или часах, когда это собирается произойти. Вы можете запустить наши тесты во время материальной фазы выбора, чтобы видеть, как обработка затронет конечный продукт. Если Вы не видите его, Вы могли бы принять неправильное решение».
Если бы 3D чип был высотным зданием, TSVs был бы своими лифтами. Они помогают 3D жареному картофелю сделать три существенных вещи: Убыстритесь, сожмитесь вниз и остыньте. Позволяя элементы на различных этажах общаться друг с другом, сигналы больше не должны ехать полностью через сравнительно обширный 2-й чип, означая, что вычисления идут быстрее, и электроны подогревают намного меньше материала проведения, когда они двигаются.Наряду с этими преимуществами, TSVs также несут один недостаток: Их надежность трудно проверить с обычным методом, который включает мимолетный постоянный ток через проводника и ждущий его сопротивления изменению.
Это очень отнимающее много времени, требуя, чтобы недели или даже месяцы показали результаты. Чип индустрии нужен новый подход метрологии, который быстр и реалистичен, и это показало бы воздействие на быстродействующий сигнал, который на самом деле пробегает проводников.Новый метод тестирования NIST посылает микроволновые печи через материал и измеряет изменения и в сумме и в качестве сигнала. Их установка тестирования, которая моделирует реальные условия, неоднократно нагревает и охлаждает материал, заставляя его развивать недостатки, и со временем, микроволновый сигнал уменьшается в силе и распадах от чистой, волны квадратной формы до той, которая заметно искажена.
Используя микроволновые печи дает многократные преимущества. Возможно, руководитель среди них – то, как быстро метод предоставляет информацию о надежности устройства в фактическом устройстве интереса, задолго до того, как это на самом деле терпит неудачу – возможность, недоступная с основанным на сопротивлении подходом.
«Прежде чем неудача происходит, что мы называем ‘неподвижным периодом’, когда начало дефектов разбрасывает через материал, как семена на ветру», сказал Обенг. «Микроволновые печи показывают этот случай процесса. Если Вы просто наблюдаете материал с сопротивлением, Вы не видите это, это или живо или мертво».Микроволновые печи могли показать информацию о дефектах так же быстро как спустя три дня после того, как тестирование начинается, в то время как обычные тесты могут занять месяцы.Obeng оценивает, что этот метод мог быть полностью осуществлен промышленностью в течение нескольких лет и мог обеспечить ценное понимание.
«Этот подход дал бы дизайнерское понимание материалов, какие материалы использовать в жареном картофеле и как построить их», сказал он. «Принятие правильных решений может привести к конечному продукту, это более стабильно и надежно. Это даст им больше информации, чтобы принять те решения».