高带宽内存的各向异性热导率
摘要：集成电路（IC）的热管理对于防止热点是非常重要的，因为热点是导致IC故障的主要原因。在三维集成电路（3D ICs）中，热管理更为关键，因为由于聚合物和导热性较低的焊料材料的存在，热点的普遍性有望增加。为了开发具有热感知的IC设计，我们需要了解这些材料的存在如何影响热导率。3{omega}方法可以测量跨越几个数量级的热导率，并适用于测量具有层状结构的3D ICs的热性能。在这项工作中，我们使用平面和圆柱热流几何形状的3{omega}方法，确定高带宽内存（HBM）随机存取存储器（RAM）中存储层和聚合物及焊料凸点层的热导率。我们确定HBM中存储层的平面热导率为140 W/m-K，而聚合物/焊料凸点层的穿透平面热导率为2 W/m-K。结合X射线断层摄影和3-omega测量的结果，我们估计整个HBM设备的有效平面热导率为100 W/m-K，而穿透平面热导率为7 W/m-K。我们的结果显示，与单个IC芯片相比，聚合物和焊料金属的存在显著降低了3D IC的穿透平面热导率。改善3D IC的热性能将需要改善焊料金属的导热性或增加其接触面积。
作者：Darshan Chalise, David G. Cahill
论文ID：2303.06785
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-04-28