３次元ＬＳＩデバイス積層システムにおける放熱を考慮したＬＳＩデバイス設計技術の研

CMOSデバイスのLSI製造ファンドリを利用して試作したテストLSIデバイスに対して、薄型加工とともに、デバイス面から裏面にシリコン基板を貫通する微細なシリコン貫通電極TSVを形成して、それら複数の薄型デバイスを3次元的に積層し、1000-5000程度の微細ピッチ金属バンプにより薄型デバイス間を電気接続することで、超低消費電力で高機能処理を可能とする高性能3次元LSI積層システム技術の研究開発を行った。具体的には、3次元LSI積層対応のLSIデバイス設計技術および発熱分散を考慮した3次元LSI積層デバイスシステム設計技術の開発を進めて、積層デバイス間の大容量通信を可能とする多ピン微細バンプ接続方式と局所発熱を緩和できる高熱伝導ヒートスプレッド構造を融合させた3次元LSIデバイス積層プロトタイプシステムの基本設計を実施した。プロトタイプシステムの具体化については、まず、基本回路の発熱・放熱状況を検証するTEGデバイスを設計して、試作したデバイスを用いて放熱特性の基礎評価を実施して、電気特性と発熱・放熱特性の相関関係を明らかし、その知見に基づいて、積層後の接続電気検査機能も同時に実現可能な積層デバイス間インターフェース通信回路を含むプロトタイプシステムについて、設計・試作・評価を進め、検査機能の実証、発熱・放熱特性の実測などを達成した。本研究成果については、学術論文誌への投稿論文1件（掲載済）、国際会議での口頭発表４件を実施した。

CMOSデバイスのLSI製造ファンドリを利用して試作したテストLSIデバイスに対して、薄型加工とともに、デバイス面から裏面にシリコン基板を貫通する微細なシリコン貫通電極TSVを形成して、それら複数の薄型デバイスを3次元的に積層し、1000-5000程度の微細ピッチ金属バンプにより薄型デバイス間を電気接続することで、超低消費電力で高機能処理を可能とする高性能3次元LSI積層システム技術の研究開発を行った。具体的には、3次元LSI積層対応のLSIデバイス設計技術および発熱分散を考慮した3次元LSI積層デバイスシステム設計技術の開発を進めて、積層デバイス間の大容量通信を可能とする多ピン微細バンプ接続方式と局所発熱を緩和できる高熱伝導ヒートスプレッド構造を融合させた3次元LSIデバイス積層プロトタイプシステムの基本設計を実施した。プロトタイプシステムの具体化については、まず、基本回路の発熱・放熱状況を検証するTEGデバイスを設計して、試作したデバイスを用いて放熱特性の基礎評価を実施して、電気特性と発熱・放熱特性の相関関係を明らかし、その知見に基づいて、積層後の接続電気検査機能も同時に実現可能な積層デバイス間インターフェース通信回路を含むプロトタイプシステムについて、設計・試作・評価を進め、検査機能の実証、発熱・放熱特性の実測などを達成した。本研究成果については、学術論文誌への投稿論文1件（掲載済）、国際会議での口頭発表４件を実施した。