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Chiplet微纳缺陷多物理场耦合特性研究
发布日期 2025
芯粒(Chiplet)被认为是后摩尔时代持续提高芯片性能和集成度的主要技术路径,也是我高端芯片突破国外封锁的关键途径。可靠性评估是实现Chiplet高性能、高安全、高可靠发展的有效保障。 玻璃通孔(TGV)互连技术具有高频电学特征优异、成本低、工艺流程简单、机械稳定性强等应用优势,成为一种实现Chiplet集成的重要解决方案。传统方法通过切片与缺陷形貌观察来验证TGV的应力应变趋势,但该方法受制样机械应力影响且耗时长,降低了学术与产业协作效率。为了探索TGV在电-热-力多物理场作用下的可靠性规律,亟需一种高效、低成本的TGV应力和结构影响的仿真分析方法。 本研究通过COMSOL仿真探索了微米纳米级别缺陷TGV互连结构的电-热-力耦合影响。总体结果表明,空洞缺陷的存在会对铜和玻璃介质产生一定影响,导致铜形变方向向外突出。通过提取横向和纵向截线,分析了空洞缺陷导致周围铜横向温度升高,加速缺陷两端应力突变,对铜造成较大破坏。研究还探讨了空洞缺陷位置影响,边界热源导致缺陷上下两端的应力突变及形变变化趋势明显。通过仿真分析,揭示了空洞缺陷TGV结构电热力耦合特性,揭示了失效机理,为提升基于TGV的Chiplet电路设计精度、提高封装可靠性提供了理论依据。
