三维集成电路中硅通孔电磁特性分析与优化

发布时间：2021-01-31 21:11

　　随着集成电路技术节点的每次更新换代,它的性能和集成度都有所提升。但是当晶体管的物理尺寸逼近极限时,短沟道效应、量子效应、光刻难度以及不断上升的功耗和散热等问题,都将严重制约着平面二维集成电路的发展,使摩尔定律受到越来越多的挑战。因此平面二维集成电路已经无法满足集成电路的快速发展要求。基于TSV的三维集成电路被视为延续摩尔定律的有效方法之一。通过将多个不同功能的电路模块或者芯片通过键合在一起形成堆叠结构,能够有效减少互连延迟和功耗,提高I/O互连密度并能实现异质集成,因此应用前景乐观,被视为是未来三维集成电路发展的主流方向。但是基于TSV的三维集成电路目前仍然面临着许多挑战,还有一些问题亟待解决。比如,基于TSV的等效电路模型还不够完善、TSV之间的电磁串扰模型还不够精确,以及阵列TSV的噪声干扰还比较严重。因此本文针对以上问题,围绕三维集成电路中TSV的电磁特性、等效模型、串扰噪声、阵列布局优化等方面进行了研究,并取得了以下研究成果:1、提出了一种同轴环形TSV结构的等效电路模型,用于分析基于该结构组成的三维电路特性。利用电流连续性方程和贝塞尔函数,求解同轴环形TSV结构中的电流密度,... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：154 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

三维集成电路有效缩短互连长度

异质三维集成电路示意图

将多层堆叠的芯片的全局或者中间层等级连接SV，因此能够实现高带宽、高速度和低功耗等展对象，也被认为是延续摩尔定律的关键技术之 TSV 为研究对象，力求抓住当前这一新兴技术研究并希望以此能够对这一领域有更深入的认识电路维集成电路的概念路，就是将多个具有不同功能的电路模块或者芯堆叠结构。根据这一定义，三维集成技术内容广硅基芯片载体与嵌入体的堆叠，芯片与晶圆的堆叠针对不同的应用方向，呈现出不同的优点。一 4 所示。


本文编号：3011581