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Silicon Through holes by Accumulative interplaY of 2 Micron short pulsEs

Description du projet

Ouvrir une nouvelle voie pour les puces en silicium 3D

L’électronique moderne de haute performance dépend de fils verticaux microscopiques pour relier les couches de puces empilées. Cependant, ces vias traversant le silicium (TSV) sont devenues un obstacle majeur à la fabrication. L’industrie s’appuie actuellement sur des méthodes de forage lentes et très consommatrices de produits chimiques, ce qui limite de fait les possibilités de miniaturisation des composants. Le projet STAY2ME, financé par l’EIC, vise à faire entrer la fabrication des puces dans l’ère du sans contact. Plus précisément, les chercheurs utilisent des impulsions laser ultracourtes pour créer ces connexions essentielles. Cette approche basée sur le laser gère l’accumulation d’énergie avec une telle précision qu’elle permet d’effectuer des forages plus profonds et plus étroits que jamais, tout en éliminant le recours à des produits chimiques agressifs. En supprimant ces limites de production, STAY2ME ouvre la voie à la prochaine génération de capteurs 3D et de puces d’IA haute performance.

Objectif

At a time when digitalization is omnipresent in our daily lives and silicon-based devices remain a key factor, the demand for high-density interconnections and increasingly compact, reliable electronics is essential for the continued advancement of semiconductor technologies. Through-Silicon Vias (TSV), the vertical interconnects that make true 3D integration possible in CMOS chips, MEMS sensors, and AI hardware play a key role. The STAY2ME project lays the foundation for a radical shift in how silicon structures that drive tomorrow’s technologies can be shaped and connected. Our radically innovative laser-based technology enables non-contact, chemicals-free, high-aspect-ratio micro-drilling within silicon, delivering unprecedented precision without detrimental side-effects in the surrounding material. This will be a game-changer for fabricating TSV. At the core of this innovation is a mJ-energy class laser operating at 2 micrometers in the novel GHz-burst regime, where a rapid train of pulses is delivered in ultrashort bursts. This laser combines the right wavelength with the right pulse dynamics, achieving nonlinear absorption and how energy accumulates in silicon-thus avoiding the laser beam distortion and chaotic energy deposition that plague existing methods. It could outperform the precision, speed and sustainability of Deep Reactive Ion Etching, today’s state-of-the-art for TSVs, and transforms what was once a materials limitation into a design revolution. Understanding and controlling how such a laser interacts with silicon is a breakthrough, opening a fundamentally new regime of laser-based silicon processing which offers unprecedented control over the drilling process. One of the unique strengths of this project lies in its interdisciplinary consortium, bringing together specialists from physics, chemistry, electrical and mechanical engineering, and thus, covering all facets and know-how to successfully carry out the STAY2ME project.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-EIC-2025-PATHFINDEROPEN

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Coordinateur

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contribution nette de l'UE
€ 529 332,50
Coût total
€ 715 062,50

Participants (6)