Багатокристальні упаковки чипів довели свою перспективність і мають намір розвиватися далі. Одним з таких шляхів розвитку стане збільшення числа контактів між рівнями в багатокристальні стеку. Це збільшить швидкість обміну, функціональність і гнучкість «багатоповерхових» збірок, на що вирішив зробити ставку виробник пам’яті, компанія SK Hynix.
Як підказують наші колеги з сайту AnandTech, компанія SK Hynix підписала широке ліцензійну угоду з компанією Xperi. У числі іншого SK Hynix ліцензувала технологію межкрістальной з’єднань 2.5D / 3D для просторової збірки кристалів в єдину конструкцію. Це технологія DBI Ultra, створена всередині дочірнього підрозділу Xperi групи Invensas.
3D-стек матриці Sony CIS на логіку в збірці IMX260 за допомогою DBI
Від себе додамо, що технологію DBI (Direct Bond Interconnect) у 2000 році запропонував професор Токійського Університету Тадамото Суга (Tadatomo Suga). Згодом вона кочувала від власника до власника і осіла в руках компанії Xperi з поліпшеннями, внесеними командою Invensas. Технологію DBI, наприклад, використає Sony для прямого монтажу на кристал логіки кристала матриці зображень (приклад див. Вище). На зображенні ви можете бачити поєднання мідних контактів після температурної обробки, в ході якої верхній і нижній кристали були з’єднані механічно і електрично без додаткових елементів припою і інших елементів.
Технологія міжкристального з’єднання DBI Ultra дозволяє створити на одному мм2 до 1 млн з’єднань, тоді як зв’язок звичайними контактами дає тільки до 625 з’єднань на мм2. При цьому товщину кожного шару можна зменшити в два рази. Це означає, що стек з 16 кристалів, з’єднаних за допомогою технології DBI Ultra, буде такою ж товщини, як стек з 8 кристалів, з’єднаних звичайною технологією зв’язку.
Очевидно, компанія SK Hynix з використанням технології DBI Ultra буде випускати нові покоління пам’яті HBM або навіть оперативної пам’яті з кращими характеристиками. Цей виробник також націлений на випуск матриць зображення, яким для подальшої інтеграції теж знадобиться технологія з більш щільним розміщенням межчіпових зв’язків. Нарешті, область ІІ привертає SK Hynix не менше інших, а це – гібридні багатокристальні збірки, включаючи випуск рішень з процесорами, графічними ядрами, ASIC, SoC і ПЛІС. Для всього цього технологія DBI Ultra підходить дуже добре.
Коротенько про технології DBI Ultra можна сказати наступне. Мідні контакти для зв’язку рівнів формуються на етапі, близькому до завершення обробки шарів за допомогою активації кристалів плазмою. Потім після порізки на кристали відбувається склеювання кристалів контактами один до одного. При цьому кристали розділені найтоншої діелектричної плівкою. На цьому етапі відбувається спікання кремнієвих підкладок при відносно низькій температурі до 250 ° C. На наступному етапі при температурі до 400 ° C відбувається спікання мідних контактів. Власне, тому дана технологія також називається гібридної (з’єднуються метал-метал і напівпровідник-полупрводнік).