Modeling based design of graphene heat spreaders and interconnects in 3-D integrated circuits

Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics

Volumn 5, Issue 3, 2010, Pages 281-286

  Subrina, Samia ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

3 D chip; Graphene; Graphene heat spreaders; Simulation; Thermal management

Indexed keywords

3-D CHIP; 3-D INTEGRATED CIRCUIT; BONDING LAYERS; ELECTRONIC CIRCUITS; FINITE ELEMENT ANALYSIS METHOD; HEAT PROPAGATION; HEAT SPREADERS; HIGH THERMAL CONDUCTIVITY; MAXIMUM TEMPERATURE; SILICON-ON-INSULATOR SUBSTRATES; SIMULATION; SIMULATION RESULT; THERMAL MANAGEMENT;

FINITE ELEMENT METHOD; HEATING EQUIPMENT; SEMICONDUCTOR DEVICES; SPREADERS; TEMPERATURE CONTROL; THERMAL CONDUCTIVITY; THREE DIMENSIONAL;

GRAPHENE;

EID: 79955373286     PISSN: 1555130X     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jno.2010.1110     Document Type: Article

References (52)

1. K. C. Saraswat and F. Mohammadi, IEEE Transaction on Electron Devices 29, 645 (1982).
2. The National Technology Roadmap for Semiconductors, Technology Needs (1997).
3. K. Banerjee, S. J. Souri, P. Kapur, and K. C. Saraswat, Proc. of the IEEE 89, 602 (2001).
4. W. J. Dally, OCIN Workshop, December (2006).
5. J. J.-Q. Lu, K. Rose, and S. Vitkavage, Future Fab Intl. 23, 25 (2007).
6. S. im and K. Banerjee, Technical Digest IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), December (2000), p. 727.
7. A. Raman, M. Turowski, and M. Mar, International Mechanical Engineering Congress and R&D Expo, November (2003).
8. A. A. Balandin, S. Ghosh, W. Bao, I. Calizo, D. Teweldebrhan, F. Miao, and C. N. Lau, Nano Lett. 8, 902 (2008);
9. D. L. Nika, S. Ghosh, E. P. Pokatilov, and A. A. Balandin, Appl. Phys. Lett. 94, 203103 (2009);
10. D. L. Nika, E. P. Pokatilov, A. S. Askerov, and A. A. Balandin, Phys. Rev. B 79, 155413 (2009).
11. S. Ghosh, I. Calizo, D. Teweldebrhan, E. P. Pokatilov, D. L. Nika, A. A. Balandin, W. Bao, F. Miao, and C. N. Lau, Appl. Phys. Lett. 92, 151911 (2008);
12. S. Ghosh, D. L. Nika, E. P. Pokatilov, and A. A. Balandin, New Journal of Physics 11, 095012 (2009).
13. J. H. Chen, C. Jang, S. Xiao, M. Ishigami, and M. S. Fuhrer, Nat. Nanotechnol. 3, 206 (2008).
14. S. V. Morozov, K. S. Novoselov, M. I. Katsnelson, F. Schedin, D. C. Elias, J. A. Jaszczak, and A. K. Geim, Phys. Rev. Lett. 100, 016602 (2008).
15. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
16. Y. Zhang, Y.-W. Tan, H. L. Stammer, and P. Kim, Nature 438, 201 (2005).
17. J. C. Meyer, A. K. Geim, M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, T. J. Booth, and S. Roth, Nature 446, 60 (2007).
18. R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. R. Peres, and A. K. Geim, Science 320, 1308 (2008).
19. A. B. Kuzmenko, E. van Heumen, F. Carbone, and D. van der Marel, Phys. Rev. Lett. 100, 117401 (2008).
20. A. K. Geim and K. S. Novoselov, Nat. Mater. 6, 183 (2007).
21. I. W. Frank, D. M. Tanenbaum, A. M. van der Zande, and P. L. McEuen, J. Vac. Sci. Technol. B 25, 2558 (2007).
22. Q. Shao, G. Liu, D. Teweldebrhan, A. A. Balandin, S. Rumyantsev, M. Shur, and D. Yan, IEEE Electron Device Lett. 30, 288 (2009);
23. G. Liu, W. Stillman, S. Rumyantsev, Q. Shao, M. Shur, and A. A. Balandin, Appl. Phys. Lett. 95, 033103 (2009);
24. S. Rumyantsev, G. Liu, W. Stillman, M. Shur, and A. A. Balandin, J. Phys.: Condens. Matt. 22, 395302 (2010).
25. X. Yang, G. Liu, A. A. Balandin, and K. Mohanram, ACS Nano
26. 4, 5532 (2010).
27. Q. Shao, G. Liu, D. Teweldebrhan, and A. A. Balandin, Appl. Phys. Lett. 92, 202108 (2008);
28. F. Parvizi, D. Teweldebrhan, S. Ghosh, I. Calizo, A. A. Balandin, H. Zhu, and R. Abbaschian, Micro Nano Lett. 3, 29 (2008);
29. D. Teweldebrhan, and A. A. Balandin, Appl. Phys. Lett. 94, 013101 (2009);
30. Q. Shao, S. Subrina, D. L. Nika, G. Liu, and D. Kotchetkov, J. Nanoelectron. Optoelectron. 4, 291 (2009).
31. M. Shamsa, P. M. Solomon, K. A. Jenkins, A. A. Balandin, and W. Haensch, IEEE Trans. Electron Devices 55, 1733 (2008);
32. V. Goyal, S. Subrina, D. L. Nika, and A. A. Balandin, Appl. Phys. Lett. 97, 031904 (2010).
33. http://www.comsol.com
34. S. Ghosh, W. Bao, D. L. Nika, S. Subrina, E. P. Pokatilov, C. N. Lau, and A. A. Balandin, Nat. Mater. 9, 555 (2010);
35. S. Subrina and D. Kotchetkov, J. Nanoelectron. Optoelectron. 3, 1 (2008);
36. S. Subrina, D. Kotchetkov, and A. A. Balandin, IEEE Electron Device Letters 30, 1281 (2009).
37. P. G. Emma and E. Kursun, IBM J. Res. and Dev. 52, 541 (2008).
38. A. A. Balandin, IEEE Spectrum October, 29 (2009).
39. E. D. Obraztsova, J. Nanoelectron. Optoelectron. 4, 201 (2009);
40. A. N. Obraztsov and V. I. Kleshch, J. Nanoelectron. Optoelectron. 4, 207 (2009).
41. S. Lefrant, I. Baltog, and M. Baibarac, J. Nanoelectron. Optoelectron. 4, 203 (2009);
42. J.-M. Torres, J. Nanoelectron. Optoelectron. 4, 247 (2009);
43. I. B. Zakharova, G. M. Ermolaeva, V. B. Shilov, T. L. Makarova, and O. E. Kvyatkovskii, J. Nanoelectron. Optoelectron. 4, 252 (2009).
44. A. Balandin and K. L. Wang, Physical Review B 58, 1544 (1998);
45. A. A. Balandin, J. Nanosci. Nanotechnol. 5, 7 (2005);
46. E. P. Pokatilov, D. L. Nikam, and A. A. Balandin, Physical Review B 72, 113311 (2005);
47. E. P. Pokatilov, D. L. Nika, and A. A. Balandin, J. Superlattices Microstruct. 38, 168 (2005).
48. A. A. Balandin, E. P. Pokatilov, and D. L. Nika, J. Nanoelectron. Optoelectron. 2, 140 (2007).
49. A. Bindal, D. Wickramaratne, and S. Hamedi-Hagh, J. Nanoelectron. Optoelectron. 5, 1 (2010);
50. Z. Xiao and F. E. Camino, J. Nanoelectron. Optoelectron. 5, 26 (2010).
51. A. Bindal, T. Ogura, N. Ogura, and S. Hamedi-Hagh, J. Nanoelectron. Optoelectron. 4, 342 (2009);
52. C. J. C. Singh, S. K. Sarkar, and A. K. Biswas, J. Nanoelectron. Optoelectron. 4, 362 (2009).