三次元積層ＶＬＳＩにおける配線システムのインテグリティに関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360156
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 永田 真 神戸大学, 大学院システム情報学研究科, 教授 (40274138)
• 研究分担者: 廣瀬 哲也 神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70396315)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 電子デバイス / 集積回路 / 三次元デバイス / シリコン基板ノイズ / 電源供給インテグリティ / 信号インテグリティ / 電源配線ネットワーク / シリコン貫通ビア

研究概要

三次元積層VLSIシステムにおける、積層方向に延伸した配線システムのインテグリティ（完全性）を指向する設計手法に向けて、シリコンチップを貫通する配線構造であるTSV（シリコン貫通ビア）とシリコン基板との電気的結合に関する実験的および解析的な理解を追及した。とりわけ、三次元積層VLSIの電源供給配線システムにおける電源ノイズや基板ノイズの伝播特性に着目し、ノイズ結合がTSVの物理配置や回路の動作周波数に強く依存することを、①ノイズエミュレータおよびノイズモニタを搭載した三次元積層チップによるノイズ波形のその場評価、および②三次元配線システムとシリコン基板の等価回路の理論解析、により明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Measurements and Analysis of Substrate Noise Coupling in TSV based 3D Integrated Circuits (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Araga, Makoto Nagata, Geert Van der Plas, Pol Marchal, Michael Libois, Antonio La Manna, Wenqi Zhang, Gerald Beyer, Eric Beyne
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Components, Packaging, and Manufacturing Technology 巻: Vol. 4, No. 6 ページ: 1026-1037
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-Stack Monitoring of Signal and Power Nodes in Three Dimensional Integrated Circuits (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Araga, Ranto Miura, Nao Ueda, Noriyuki Miura, Makoto Nagata
  • 雑誌名: Proc. 2014 International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Tokyo ページ: 362-365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance Evaluation of Probing Front-End Circuits for On-Chip Noise Monitoring (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Araga, Nao Ueda, Yasumasa Takagi, Makoto Nagata
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals 巻: Vol. E96-A, No.12 ページ: 2516-2523
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Nano-Watt Power CMOS Amplifier with Adaptive Biasing for Power-Aware Analog LSIs (2012)
  • 著者名/発表者名: Yumiko Tsuruya, Tetsuya Hirose, Yuushi Osaki, Nobutaka Kuroki, Masahiro Numa, and Osamu Kobayashi
  • 雑誌名: Proc. 38th IEEE European Solid-State Circuits Conference, Bordeaux, France ページ: 69-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-Tier Diagnosis of Power Domains in 3D TSV Ics (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Araga, Makoto Nagata, Geert Van der Plas, Jaemin Kim, Nikolaos Minas, Pol Marchal, Youssef Travaly, Michael Libois, Antonio La Manna, Wenqi Zhang, Eric Beyne
  • 雑誌名: Proc. IEEE International 3D Systems Integration Conference 巻: 7.2.1-7.2.4
  • 査読あり
• [学会発表] 環境エネルギーを利用した自立型超低電力LSI システムの創出に向けた取り組み (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬 哲也
  • 学会等名: 第879回紫翠会例会講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-02-26
• [学会発表] ばらつき補正技術を用いたシングルスロープAD コンバータ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中澤明良, 廣瀬哲也, 大崎勇士, 椿啓志, 黒木修隆, 沼 昌宏
  • 学会等名: LSI とシステムのワークショップ2013
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2013-05-13
• [学会発表] 適応バイアス技術を用いた超低電力CMOS オペアンプの評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鶴屋由美子, 廣瀬哲也, 大崎勇士, 黒木修隆, 沼 昌宏, 小林 修
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 三次元積層LSI チップにおける基板ノイズの層間評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高木康将, 荒賀佑樹, 永田真, Geert Van der Plas, Jaemin Kim, Nikolaos Minas, Pol Marchal, Michael Libois, Antonio La Manna, Wenqi Zhang, Julien Ryckaert, Eric Beyne
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術報告
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2012-08-02
• [学会発表] 低電圧カレントミラー回路を用いた高精度ナノアンペア電流源 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北村準也, 廣瀬哲也, 大崎勇士, 黒木修隆, 沼 昌宏
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2012-03-22
• [備考]
  • URL: http://www.cs26.scitec.kobe-u.ac.jp/farm/LSI/