近年來,基于硅通孔（Through-Silicon Vias,TSV）的三維封裝已成為微電子封裝的主流技術(shù)之一。硅通孔將堆疊芯片垂直互連,從而有效的降低了互連功耗和時延,繼而得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而,三維封裝TSV技術(shù)的高密度集成導(dǎo)致TSV面臨嚴(yán)重的信號串?dāng)_問題,尤其是在高頻段。因此,TSV的信號串?dāng)_問題是制約該技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。本文針對上述TSV面臨的問題展開研究。首先,針對TSV所面臨的問題,利用碳納米材料優(yōu)良的電、熱、機(jī)械等性能,在傳統(tǒng)TSV結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出一種新型TSV結(jié)構(gòu),并對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了制備研究和實(shí)驗(yàn),主要包括硅孔刻蝕、功能層沉積、生長碳納米材料和電鍍銅。證明提出的TSV新結(jié)構(gòu)在當(dāng)前工藝技術(shù)上是可行的。其次,建立新型TSV結(jié)構(gòu)的等效電路模型,研究新型TSV結(jié)構(gòu)的寄生參數(shù)的提取,并與仿真結(jié)果比較,驗(yàn)證所提出的模型及參數(shù)提取公式的正確性。采用電磁仿真軟件分析新型TSV結(jié)構(gòu)在不同尺寸和工作頻率兩種情況下的寄生效應(yīng)。與傳統(tǒng)TSV結(jié)構(gòu)比較,新型TSV結(jié)構(gòu)可以有效改善寄生效應(yīng)。分析新型TSV結(jié)構(gòu)在高頻下的傳輸性能,且與傳統(tǒng)模型進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了新型TSV結(jié)構(gòu)的傳輸性能優(yōu)于傳統(tǒng)模... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

新型TSVGS模型的互感隨半徑的變化

新型TSV結(jié)構(gòu)的高頻電磁特性研究-42-圖4.3新型TSVGS與SS模型有效電感對比4.3新型雙TSV等效電容新型雙TSV結(jié)構(gòu)(GSTSV)的兩根TSV都嵌入在硅襯底中，如圖4.4所示。因此，在單根TSV的基礎(chǔ)上還需加入襯底電容，即平行雙圓柱體電容。PTSV硅襯底rTSVTSVcuoxrrtCSi(a)俯視圖(b)側(cè)視圖SingleTSVGroundTSV圖4.4TSVGS等效電容模型由于新型雙TSV模型還是圓柱型導(dǎo)體，因此繼續(xù)使用保角變換來獲得襯底電容的表達(dá)式。設(shè)兩TSV間距PTSV大于兩TSV的半徑和，如圖4.5(a)所示，以信號TSV圓心為原點(diǎn)，兩TSV圓心連線為x軸建立Z平面坐標(biāo)系。設(shè)兩點(diǎn)A,B為對稱點(diǎn)，通過對稱點(diǎn)定義知：

新型TSV結(jié)構(gòu)的高頻電磁特性研究-46-圖4.7LM與TSV間距的關(guān)系圖4.8CSi與TSV半徑的關(guān)系4.6新型雙TSV耦合效應(yīng)與頻率關(guān)系對新型雙TSV的電參數(shù)進(jìn)行頻率分析時，將圖4.1中的等效電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如圖4.9，串聯(lián)電阻Rnew_TSV和自電感Lnew_TSV與單根新型TSV等效電路中的串聯(lián)電阻和自感一樣，即保持不變。將寄生電容Cnew_TSV與襯底電容和電感進(jìn)行串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，得到Cd和Gd并聯(lián)連接，變換后Cd和Gd包含了頻率分量ω。根據(jù)公式4.7，電容與電導(dǎo)成比例關(guān)系，因此只分析Cd即可，由公式4.9和公式4.10可求得Cd與頻率f關(guān)系式：__111totnewTSVSiSinewTSVZjCGjCjC(4.9)


本文編號：3506882