發(fā)布時間：2021-07-14 08:45

　　在技術(shù)發(fā)展、社會需要以及經(jīng)濟增長的驅(qū)動下,“延續(xù)摩爾”和“超越摩爾”成為了目前集成電路發(fā)展的兩大趨勢,在這種情況下,三維集成封裝技術(shù)受到了廣泛的認可。目前,三維集成封裝技術(shù)在多方面都取得了突破性的進展,然而仍然存在由于內(nèi)部復(fù)雜電磁環(huán)境導(dǎo)致的電可靠性問題,以及由于堆疊芯片增大了功率密度導(dǎo)致的熱可靠性問題,針對這些問題,本文著重于三維集成封裝的電熱特性以及優(yōu)化設(shè)計方面的創(chuàng)新研究,并取得了如下成果:1)研究了三維集成封裝多端口互連的電特性與優(yōu)化設(shè)計。我們首先提出了新型共面波導(dǎo)串擾屏蔽結(jié)構(gòu),分析其電特性并據(jù)此進行了優(yōu)化設(shè)計,然后對結(jié)果進行了實驗驗證;接下來針對基于“地缺陷結(jié)構(gòu)”的共模噪聲濾波器,分析了各尺寸參數(shù)對于其電特性的影響并提出了應(yīng)用機器學(xué)習(xí)進行優(yōu)化的方法。2)顯著的提高了應(yīng)用去嵌入方法測量三維集成封裝多端口硅通孔（TSV）高頻電特性的測量精度。我們首先分析了傳統(tǒng)去嵌入測量結(jié)構(gòu)與算法,得到將其應(yīng)用于多端口高頻電特性測量的兩個補充條件,并通過修正測量結(jié)構(gòu)與加入屏蔽TSV滿足了這兩個條件,進而提高了測量精度,其中插入損耗的最大相對誤差從33.52%降低至4.67%,最后通過實驗進行了驗證。3... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２所示，不??同于傳統(tǒng)的封裝技術(shù)，三維集成封裝主要通過硅通孔（ＴＳＶ）技術(shù)將堆疊的裸片??

晶體管逼近其物理極限的小型化趨勢定義為“延續(xù)摩爾（Ｍｏｒｅ?Ｍｏｏｒｅ）?”，同時將芯??片需承擔越來越復(fù)雜多樣的功能與應(yīng)用的趨勢定義為“超越摩爾（Ｍｏｒｅ?ｔｈａｎ??Ｍｏｏｒｅ）?”，如圖１．１所示。這兩項趨勢同時受到來自技術(shù)發(fā)展、社會需要以及經(jīng)??濟增長的驅(qū)動，但前者面臨著尺寸小型化逼近物理極限的問題，而后者也需要解??決“異質(zhì)集成”引入的挑戰(zhàn)。面對這些問題和挑戰(zhàn)，業(yè)界迫切的需要新的解決方案。?????模擬／射?無源器?高壓功?Ｉ傳感器?生物芯??頻?件?ｉ率器件?激勵源?片???：?？??ｉ?１３〇ｎｍ??．９〇ｎｍ??｜?卜?Ｋ＾ＳＬ??■?｜?３２ｎｍ?ｌｉｆｉｆｌｌｆｆｆｃＩＩ＾Ｉ＾Ｖ??ｗＷ??▼?ｍ?★丄?Ｆ??▼?ｉ??圖ｕ“延續(xù)摩爾”與“超越摩爾”??在這種情況下，三維集成封裝技術(shù)得到了極大的關(guān)注［３］。如圖１．２所示，不??同于傳統(tǒng)的封裝技術(shù)，三維集成封裝主要通過硅通孔（ＴＳＶ）技術(shù)將堆疊的裸片??連接起來，進而將模擬、數(shù)字、微波、微機電系統(tǒng)、生物、光電等不同工藝的芯??片集成在一個封裝中，目前由于技術(shù)上的限制，堆疊的裸片個數(shù)有限，因此往往??２??

Ａ．?Ｋｒｕｅｓｕｂｔｈａｗｏｍ團隊以及Ｒ．?Ｂｏｊｋｏ團隊則通過使用新的結(jié)構(gòu)或者新的材料來解??決［＞１１］，其中Ｍ．?Ｋａｃｈｏｕｔ團隊在互相有串擾的傳輸線間增加不規(guī)則屏蔽傳輸線的??結(jié)構(gòu)如圖１．３所示［７］。??不規(guī)則?／—ｉｍ￣￣￣ｖ—７??Ｚ?介質(zhì)?，??圖１．３在互相有串擾的傳輸線間加入不規(guī)則屏蔽線結(jié)構(gòu)［７］??１．２．１．２垂直互連間的串擾??垂直互連方面，業(yè)界關(guān)注的主要是ＴＳＶ，目前己經(jīng)開展了較多針對ＴＳＶ間??串擾的工作，比如Ａ．?Ｅ．?Ｅｎｇｉｎ使用的“金屬－半導(dǎo)體（ＭＳ）?”直接接觸的結(jié)構(gòu)，即??去掉地ＴＳＶ外的絕緣層，使其直接與半導(dǎo)體硅接觸，同時保留信號ＴＳＶ外的絕??緣層，以在對信號傳輸影響較小的前提下削弱信號ＴＳＶ間的串擾，其結(jié)構(gòu)如圖??１．４［１２］所示。??銅?ｆ?＿Ｉ?ｊ?銅??圖１．４對地ＴＳＶ使用ＭＳ接觸以屏蔽串擾［１２］??５??


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