面向三維集成的硅通孔互連信號(hào)完整性與電氣建模研究.pdf

1、幾十年以來，電子系統(tǒng)一直朝著高性能、小型化、低成本、低功耗和多功能的趨勢發(fā)展。為滿足這一發(fā)展需求，三維集成逐漸成為滿足應(yīng)用需求的關(guān)鍵技術(shù)。在三維集成系統(tǒng)或三維芯片中，硅通孔（Through Silicon Via，TSV）是其核心技術(shù)，它能夠?yàn)槎询B芯片實(shí)現(xiàn)短的垂直互連。本論文針對三維集成中的硅通孔互連技術(shù)從高速信號(hào)完整性、硅通孔電氣建模與硅通孔MOS電容效應(yīng)幾個(gè)方面展開深入的研究。本文主要研究工作可以概括為：
　　一、對TSV集成

2、技術(shù)和工藝技術(shù)進(jìn)行了學(xué)習(xí)和調(diào)研，在此基礎(chǔ)上，建立TSV互連通道的三維全波仿真模型，對其結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的頻域仿真分析，對比研究各項(xiàng)參數(shù)對其傳輸特性的影響規(guī)律，得出具有實(shí)用價(jià)值的設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見。
　　二、在對串?dāng)_機(jī)理深入研究的基礎(chǔ)上，針對TSV互連之間的串?dāng)_問題分為以下幾方面進(jìn)行了深入細(xì)致的研究：1）在頻域仿真的基礎(chǔ)上，利用SPICE仿真工具從時(shí)域角度更為直觀地評(píng)估TSV結(jié)構(gòu)和材料配置對串?dāng)_的影響；2）分析多攻擊線對串?dāng)_噪聲的影

3、響；3）仿真研究不同TSV陣列布局對TSV之間串?dāng)_的影響，并為抑制串?dāng)_提供技術(shù)參考。
　　三、針對后通孔工藝制作的帶微凸塊地-信號(hào)-地硅通孔互連通道，基于物理結(jié)構(gòu)的RLGC解析公式，對通道的各個(gè)部位建立參數(shù)可調(diào)的等效電路模型。該等效電路模型中的每個(gè)元件都代表著明確的物理意義。此外，結(jié)合三維場求解工具對該TSV互連通道模型的仿真結(jié)果，驗(yàn)證該等效電路模型在0.1-20 GHz寬頻帶內(nèi)的準(zhǔn)確性和可伸縮性。
　　四、針對TSV的MO