三维集成中硅通孔互连结构建模

《三维集成中硅通孔互连结构建模》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、４击种成爹ＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦ巨ＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ卢’心＼兴—ＨＨ论文题目ｓ维集成中珪通孔互连结构建模ｐｉ学科专业无线輸理ｒ学号２０１３２１０４０２０１作者姓名陈奥博指晋教师梁鋒副教授？独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得

2、电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：１續曰期年＾月４曰严．线论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盎，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、，可臥采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：作咬啼导师签名；曰期：年古皆曰《＊分类

3、号密级注1UDC学位论文三维集成中硅通孔互连结构建模（题名和副题名）陈奥博（作者姓名）指导教师梁锋副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业无线电物理提交论文日期2016.03.28论文答辩日期2016.04.27学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月23日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。MODELINGTHROUGH-SILICONVIAINTERCONNECTIONINTHREE-DIMENSIONALINTEGRATIONAMasterThesistoUniversityofElectronicScienceand

4、TechnologyofChinaMajor:RadioPhysicsAuthor:ChenAoboAdvisor:AssociateProfessorLiangFengSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要近年来随着集成电路的快速发展，摩尔定律已经接近了物理极限和制造极限。三维集成作为More-Than-Moore技术线路的一个典型方案，在第三个空间维度上堆叠各种基于摩尔定律的晶圆或芯片。垂直互连问题是三维集成中的一个关键课题。相比于传统的引线键合垂直互连结构，硅通孔互连结构直接穿透硅片，具有最短的互连线长度，更好的信号和电源完整性。根据应用背景

5、和制造工艺的不同，硅通孔互连结构可能有不同的形状，如圆柱形、方柱形、圆台形、环形、同轴型等。其中环形硅通孔表现出良好的热应力特性，缓解了金属与硅衬底热膨胀系数不同引起的问题。屏蔽差分硅通孔结合了同轴硅通孔和差分信号硅通孔的优点，既具有较好的串扰噪声抑制特性，又可以有效地消除共模噪声，具有良好的电磁学特性。本论文的主要工作是提取环形硅通孔和屏蔽差分硅通孔的电阻电感电导电容（RLGC）参数，其中RL参数称为阻抗参数，GC参数称为导纳参数。为了完成本论文的工作，作者整理了建模中涉及到的电磁学理论与概念，并加入了一些作者的理解。本论文的主要创新性工作如下：1、根据环形硅通孔对的结构特点，建立了

6、环形硅通孔对的等效电路。基于线性分解叠加原理，通过解析求解涡流场，给出了等效电路中的阻抗参数的计算模型。基于近似解析公式，给出了等效电路中的导纳参数的计算模型。根据模型求解的RLGC参数，计算散射参数，并与有限元全波仿真器ANSYSHFSS的结果作对比，验证了模型的准确性。2、根据屏蔽差分硅通孔的结构特点，在柱坐标系下严格求解涡流场。各个区域的电磁场量在相应的柱坐标系下用傅里叶-贝塞尔级数表示，通过Graf加法公式实行坐标变换，然后根据边界条件可以得到方程组，以求解系数。虽然待定系数的求解包含无穷级数，但是少数几个阶数就可以得到收敛的结果，所以计算效率非常高。阻抗参数通过能量法和模式分

7、析法两种方法给出，两种方法得到的结果是一致的，但是模式分析法的形式更为简洁。模型计算的阻抗参数与有限元仿真器ANSYSMaxwell涡流求解器对比结果，验证了模型的准确性。关键词：三维集成，硅通孔，电磁学建模，RLGC参数IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofintegratedcircuits,Moore'sLawhasbeenapproachingthephysica