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研究人員用碳奈米管填充兩顆以TSV穿孔的矽晶片孔洞，然後用黏著劑貼合兩片晶片，碳奈米管因此直接接觸；右方是接合處的放大圖

來自瑞典哥德堡(Gothenburg)的查默斯理工大學(Chalmers University of Technology)的研究人員發現，以碳奈米管來填充採用矽穿孔技術(TSV)連結的 3D晶片堆疊，效果會比銅來得更好。
TSV是將晶片以3D堆疊方式形成一個系統，而非將它們平行排列在電路板上，以提高晶片之間通訊的速度；但遺憾的是，目前用以填充矽晶孔洞的銅，卻會導致熱膨脹(thermal expansion)的問題，因為銅遇熱會比週圍的矽材料膨脹更多。

「碳奈米管的許多特性都優於銅，包括熱膨脹係數與電子傳導性；」查默斯理工大學研究團隊成員Kjell Jeppsson表示：「碳奈米管的熱膨脹係數與週遭的矽差不多，但銅的膨脹係數較高，會產生足以導致元件破損的機械張力(mechanical tension)。」該研究團隊成員還包括Teng Wang與 Johan Liu。

此外與銅相較，奈米管的傳導性更高、重量更輕，製造程序也比碳薄膜(也就是石墨烯)簡單；為了證實其研究觀點，查默斯理工大學的研究團隊最近做了一個實驗，將兩顆晶片打孔，再以碳奈米管填充矽晶片孔洞，並用黏著劑將晶片堆疊起來，結果發現兩種材料在電子傳導性表現與熱膨脹方面都能良好結合。

不過以碳奈米管填充TSV製程3D矽晶片孔洞的這個方法，要達到量產還需要克服的一個障礙，就是製程的溫度：碳奈米管通常在攝氏700度之下進行生產，但CMOS晶片在超過攝氏450度的環境下就會受損；如果這個問題可以解決──例如以獨立製程生產奈米管，再以機械方法進行填充──而研究人員預期他們開發的技術能在5年內商業化。

編譯：Judith Cheng

(參考原文： Researchers: Carbon better than copper for TSVs，by R. Colin Johnson)