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比利時微電子研究中心（imec）本周舉行的2022年IEEE國際大型集成電路技術研討會（VLSI Symposium），從晶背供電的邏輯首次顯示IC布線方案采用奈米硅穿孔（nTSV）結構將晶圓前部組件連接到埋入式電源軌道（buried power rail）上。微縮鰭式場效晶體管（FinFET）通過這些埋入式電源軌道（BPR）性能不受晶背工藝的影響。

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FinFET通過奈米硅穿孔的微縮組件（nTSV）與埋地電源軌道（BPR）連接到晶圓背面，使用嵌入式電源軌和通孔連接到晶圓正面（via to BPR；VBPR）電源超過主動區(qū)（metal over active；MOA）結構設計。

這種先進的布線方案可以分離電源線和信號線的配置，促進2nm持續(xù)微縮的邏輯芯片也能提高供電效率，進而提高系統(tǒng)性能。imec晶圓背面也導入了2.5D金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容結構，芯片效率更好。
晶背供電設計能分離邏輯IC供電網(wǎng)絡和信號線可以減緩后期工藝布線堵塞的問題，優(yōu)化供電效率。2019年imec該技術首次提出，不同的工藝方案也出現(xiàn)了。例如，2021年VLSI技術研討會，imec第一次展示晶背導線互連的例子，將奈米硅穿孔連接到晶圓正面M金屬層襯墊。
今年VLSI技術研討會，imec通過埋入式電源軌，將在其發(fā)表的論文中展示一套先進的集成方案FinFET將微縮組件連接到晶圓的正面和背面，創(chuàng)造了世界上第一個。imec的CMOS組件技術研究計劃主持人Naoto Horiguchi表示：「我們認為，從微縮組件和提高性能的角度來看，采用晶體背電源設計和導入嵌入式電源軌道是最有可能實現(xiàn)晶體背電源網(wǎng)絡的解決方案。這些電源軌道將芯片埋在前一個工藝中，并通過局部布線的結構設計來促進芯片的微縮。」
然后他解釋:「在開發(fā)測試芯片時，我們將嵌入式電源軌的圖形從晶圓正面定義，然后將奈米硅穿孔連接到這些電源軌上，結果顯示FinFET組件性能不受晶背工藝影響，包括接合目標晶圓和承載晶圓、薄化晶背和320制造深度nm奈米硅穿孔。奈米硅穿孔與埋地電源軌垂直連接，每個穿孔間距僅200nm，不占用標準單元尺寸，可保證組件繼續(xù)微縮至2nm以下�！�
晶體背面供電設計有望從系統(tǒng)層面提高整體供電效率，特別是組件所需的功率密度繼續(xù)上升，供電電壓或IR壓降問題也越來越嚴重。imec的3D系統(tǒng)集成計劃VP Eric Beyne表示：「我們在2022 VLSI在技術研討會上發(fā)表的一篇論文在晶背過程中導入了一個2.5D柱狀MIM結構的去耦電容。透過這顆2.5D因此，電容的密度提高了4~5倍，IHVMTechnology代理R無電容(32.1%)和2D電容(23.5%)來得更低。這些分析結果來自一套實驗數(shù)據(jù)校正的IR壓降模擬架構�！�
Eric Beyne總結：「我們的研究結果表明，晶圓背面具有高彈性的設計空間，可以吸引新的設計選擇來解決傳統(tǒng)的2D芯片微縮的痛點。此外，我們還展示了一些3D在剝離承載晶圓時，用功能晶圓代替系統(tǒng)級微縮技術的效率，如3D SOC邏輯組件堆棧的邏輯晶圓，底部的晶�？梢詮木�體背面供電。」