光TSV損耗特性與耦合特性的研究.pdf

1、TSV（Through-Silicon Vias，硅穿孔）技術(shù)能夠顯著縮小芯片層之間導(dǎo)線的長度，因此其成為了三維集成電路技術(shù)的核心技術(shù)。光TSV兼有光波導(dǎo)和電TSV的優(yōu)點，與電TSV相比，光TSV有著更大的帶寬、更小的寄生效應(yīng)及更強的抗干擾能力。因此，光TSV已經(jīng)成為三維集成技術(shù)的另一個新領(lǐng)域。
　　光TSV中諸如芯層直徑、縱向高度以及光源波長等因素會對光TSV的損耗特性產(chǎn)生顯著影響。另外，光TSV又是基于TSV工藝的，所以TSV

2、工藝會引起的缺陷同樣會影響著光TSV的性能。為了盡可能提高光TSV的集成度，光TSV之間的間距應(yīng)該盡可能的小。但是當光TSV之間的間距縮小的時候，光TSV之間的耦合效應(yīng)也會隨之增大。本文使用RSOFT軟件對光TSV的損耗以及耦合特性開展了研究。
　　在光TSV的損耗特性方面，本文首先開展了光TSV結(jié)構(gòu)參數(shù)及光源波長對損耗特性的影響研究。仿真結(jié)果顯示，光 TSV的傳輸損耗隨著芯層直徑的增大而減小，隨著光源波長以及縱向高度的增大而增大

3、。其次，本文開展了不同側(cè)壁條件下光TSV的損耗特性研究。結(jié)果表明，側(cè)壁傾斜程度越高，光 TSV傳輸損耗越大，而且損耗程度與入射端面的選擇有關(guān)；側(cè)壁粗糙的光TSV的傳輸損耗比側(cè)壁光滑的光TSV的大；對于側(cè)壁是粗糙且傾斜的光 TSV來說，側(cè)壁粗糙度相對于側(cè)壁傾斜度來說對光TSV的傳輸損耗的影響更小。
　　在光TSV的耦合特性方面，本文首先開展了相鄰光TSV之間的間距對耦合特性的影響研究。仿真結(jié)果顯示，兩個相鄰光 TSV的耦合效應(yīng)隨著它

4、們的空間距離的增大而減小。其次，本文開展了不同側(cè)壁條件下光 TSV的耦合特性研究。結(jié)果表明，光滑的光TSV的耦合效應(yīng)比粗糙類型全為凸起和全為凹陷的光TSV都要小；在間距較小時，光滑的光TSV的耦合效應(yīng)比粗糙類型全為凸起和全為凹陷的光TSV要小得多；反向入射的側(cè)壁傾斜的光TSV對相鄰光TSV的耦合效應(yīng)的影響比正向入射的側(cè)壁傾斜的光 TSV的大；粗糙類型全為凹陷的光 TSV比粗糙類型全為凸起的光 TSV對相鄰光 TSV具有更大的耦合效應(yīng)；正