三維集成中硅通孔互連結(jié)構(gòu)建模.pdf

1、近年來隨著集成電路的快速發(fā)展，摩爾定律已經(jīng)接近了物理極限和制造極限。三維集成作為 More-Than-Moore技術(shù)線路的一個典型方案，在第三個空間維度上堆疊各種基于摩爾定律的晶圓或芯片。垂直互連問題是三維集成中的一個關(guān)鍵課題。相比于傳統(tǒng)的引線鍵合垂直互連結(jié)構(gòu)，硅通孔互連結(jié)構(gòu)直接穿透硅片，具有最短的互連線長度，更好的信號和電源完整性。
　　根據(jù)應(yīng)用背景和制造工藝的不同，硅通孔互連結(jié)構(gòu)可能有不同的形狀，如圓柱形、方柱形、圓臺形、環(huán)形

2、、同軸型等。其中環(huán)形硅通孔表現(xiàn)出良好的熱應(yīng)力特性，緩解了金屬與硅襯底熱膨脹系數(shù)不同引起的問題。屏蔽差分硅通孔結(jié)合了同軸硅通孔和差分信號硅通孔的優(yōu)點，既具有較好的串?dāng)_噪聲抑制特性，又可以有效地消除共模噪聲，具有良好的電磁學(xué)特性。
　　本論文的主要工作是提取環(huán)形硅通孔和屏蔽差分硅通孔的電阻電感電導(dǎo)電容（RLGC）參數(shù)，其中RL參數(shù)稱為阻抗參數(shù)，GC參數(shù)稱為導(dǎo)納參數(shù)。為了完成本論文的工作，作者整理了建模中涉及到的電磁學(xué)理論與概念，并加入

3、了一些作者的理解。本論文的主要創(chuàng)新性工作如下：
　　1、根據(jù)環(huán)形硅通孔對的結(jié)構(gòu)特點，建立了環(huán)形硅通孔對的等效電路?；诰€性分解疊加原理，通過解析求解渦流場，給出了等效電路中的阻抗參數(shù)的計算模型?；诮平馕龉?，給出了等效電路中的導(dǎo)納參數(shù)的計算模型。根據(jù)模型求解的RLGC參數(shù)，計算散射參數(shù)，并與有限元全波仿真器ANSYS HFSS的結(jié)果作對比，驗證了模型的準(zhǔn)確性。
　　2、根據(jù)屏蔽差分硅通孔的結(jié)構(gòu)特點，在柱坐標(biāo)系下嚴格求解渦