面向三維集成的硅通孔互連信號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用需求的關鍵技術。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，它能夠為堆疊芯片實現(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從高速信號完整性、硅通孔電氣建模與硅通孔MOS電容效應幾個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、技術和工藝技術進行了學習和調研，在此基礎上，建立TSV互連通道的三維全波仿真模型，對其結構和材料參數(shù)進行詳細的頻域仿真分析，對比研究各項參數(shù)對其傳輸特性的影響規(guī)律，得出具有實用價值的設計指導意見。
　　二、在對串擾機理深入研究的基礎上，針對TSV互連之間的串擾問題分為以下幾方面進行了深入細致的研究：1）在頻域仿真的基礎上，利用SPICE仿真工具從時域角度更為直觀地評估TSV結構和材料配置對串擾的影響；2）分析多攻擊線對串擾噪聲的影

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