三次元積層チップの発熱におけるチップ内温度の過渡解析およびその評価

摘要

LSIわ集積密度を向上させる技術としてLSIチップの3次元積層技術がある。3次元積層技術ではLSIの製造プロセスの微細化に捕われずにLSIの集積密度を向上させられるため、微細化の物理限界に捕われることが無い。しかしながら、3次元積層LSIはいくつかの問題点を持っており、その中の1つに熱問題が存在する。この問題は、チップ内部で生成された熱が外部へ排出されず、チップ内部にとどまり続ける事で発生する。本研究ではこの問題の解決へ向けて、3次元積層LSI内部で発生した熱がどのように伝わるのかについて過渡的な解析を行った。解析には3次元数値流体力学ソフトウェアであるMentor Graphics社のFloTHERMを用い、3次元積層チップをモデル化及び複数の条件下においてシミュレーションを行い、3次元積層LSI内部で発生した熱がどのようにチップ内を伝達し、温度が変化するのかを解析した。