基于复合激励的TSV故障非接触测试技术研究
发布时间：2023-05-18 04:28
三维堆叠集成为半导体工业带来了一种新的范式,其中硅通孔(Through-Silicon Via,TSV)作为一种新型互连技术,使三维集成电路(3D IC)具有高带宽、低功耗、短延时、小体积和异质集成等优势。然而,目前TSV工艺技术复杂且不成熟,在制造的过程中容易出现各种故障,这会影响3D IC的成品率和可靠性。因此对TSV进行故障建模和测试技术研究很有必要。随着TSVs的直径和间距持续缩小,传统的探针检测技术很难适用,本文提出了一种基于复合激励的非接触式测试方案,主要研究工作如下:1.以信号-地TSVs(Signal-Ground TSV pair,SG-TSV)为研究对象,基于电容耦合设计非接触式测试结构,并在HFSS中通过S参数来分析设计参数的改变对耦合到SG-TSV信号的影响,再对带有非接触式探头的SG-TSV进行电气建模及验证。2.针对空洞和针孔故障,分析其产生机理并建立相应的故障物理模型,通过S参数和群延迟分析得出故障的特征参数变化对SG-TSV信号完整性的影响规律。再分别对这两种故障进行等效电路建模,并推导相应的故障参数解析方程,最后通过电路仿真和全波仿真的S参数对比验证其...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 课题的研究背景及意义
§1.1.1 课题的研究背景
§1.1.2 课题的研究意义
§1.2 基于TSV的三维堆叠集成工艺
§1.3 国内外研究现状
§1.3.1 TSV建模及特性研究
§1.3.2 TSV测试技术研究
§1.4 论文研究内容及安排
§1.4.1 论文主要研究内容
§1.4.2 论文章节安排
第二章 SG-TSV信号完整性分析与故障建模研究
§2.1 信号完整性基础理论
§2.1.1 传输线基础理论
§2.1.2 二端口网络的S参数
§2.1.3 反射与串扰耦合
§2.2 带有非接触式探头的SG-TSV建模与分析
§2.2.1 SG-TSV结构建模及分析
§2.2.1.1 SG-TSV建模及寄生参数提取
§2.2.1.2 SG-TSV电学特性分析
§2.2.2 基于电容耦合的非接触式探头建模与分析
§2.2.2.1 非接触式探头的建模与参数提取
§2.2.2.2 基于非接触式探头的SG-TSV传输性能分析
§2.2.3 SG-TSV与非接触式探头的电气建模及验证
§2.3 基于非接触式探头的TSVS故障三维物理建模分析
§2.3.1 TSV空洞故障模型分析
§2.3.2 空洞故障特征参数变化对TSV信号完整性的影响
§2.3.2.1 群延迟
§2.3.2.2 空洞故障的S参数和群延迟仿真分析
§2.3.3 TSV针孔故障模型分析
§2.3.4 针孔故障特征参数变化对TSV信号完整性的影响
§2.4 基于非接触式探头的SG-TSV故障等效电路建模及验证
§2.4.1 空洞故障参数解析方程的推导
§2.4.2 空洞故障等效电路模型的验证
§2.4.3 针孔故障参数解析方程的推导
§2.4.4 针孔故障等效电路模型的验证
§2.5 本章小结
第三章 面向TSV故障的复合测试激励研究
§3.1 基于群延迟的复合测试激励的提出
§3.2 复合测试激励的设计
§3.2.1 复合测试激励的设计概述
§3.2.2 多音信号
§3.2.3 高斯白噪声
§3.2.4 多音信号的调制
§3.3 基于复合测试激励的TSV故障测试
§3.3.1 基于复合测试激励的TSV故障测试机理
§3.3.2 测试指标—波峰因数(CF)
§3.3.3 判定条件
§3.4 多音信号各参数的选取规律研究
§3.4.1 多音信号的音调数
§3.4.2 多音信号的基频和相邻角频率间隔
§3.4.3 多音信号各音调的幅度与初相位
§3.5 TSV参数故障在复合激励下的响应特征及规律
§3.5.1 空洞故障的特征响应
§3.5.2 针孔故障的特征响应
§3.6 本章小结
第四章 基于复合激励的TSV故障非接触式测试技术研究
§4.1 基于复合激励的非接触式测试技术的提出
§4.1.1 基于复合激励的非接触式测试机理
§4.2 基于复合激励的TSV故障非接触式测试
§4.2.1 TSV故障非接触式测试流程
§4.2.2 SG-TSV空洞故障非接触式测试
§4.2.3 测试结果分析与验证
§4.3 复合测试激励的改进设计
§4.3.1 多音信号的调频
§4.3.2 空洞故障测试
§4.4 本章小结
第五章 总结与展望
§5.1 总结
§5.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果
本文编号：3818676
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 课题的研究背景及意义
§1.1.1 课题的研究背景
§1.1.2 课题的研究意义
§1.2 基于TSV的三维堆叠集成工艺
§1.3 国内外研究现状
§1.3.1 TSV建模及特性研究
§1.3.2 TSV测试技术研究
§1.4 论文研究内容及安排
§1.4.1 论文主要研究内容
§1.4.2 论文章节安排
第二章 SG-TSV信号完整性分析与故障建模研究
§2.1 信号完整性基础理论
§2.1.1 传输线基础理论
§2.1.2 二端口网络的S参数
§2.1.3 反射与串扰耦合
§2.2 带有非接触式探头的SG-TSV建模与分析
§2.2.1 SG-TSV结构建模及分析
§2.2.1.1 SG-TSV建模及寄生参数提取
§2.2.1.2 SG-TSV电学特性分析
§2.2.2 基于电容耦合的非接触式探头建模与分析
§2.2.2.1 非接触式探头的建模与参数提取
§2.2.2.2 基于非接触式探头的SG-TSV传输性能分析
§2.2.3 SG-TSV与非接触式探头的电气建模及验证
§2.3 基于非接触式探头的TSVS故障三维物理建模分析
§2.3.1 TSV空洞故障模型分析
§2.3.2 空洞故障特征参数变化对TSV信号完整性的影响
§2.3.2.1 群延迟
§2.3.2.2 空洞故障的S参数和群延迟仿真分析
§2.3.3 TSV针孔故障模型分析
§2.3.4 针孔故障特征参数变化对TSV信号完整性的影响
§2.4 基于非接触式探头的SG-TSV故障等效电路建模及验证
§2.4.1 空洞故障参数解析方程的推导
§2.4.2 空洞故障等效电路模型的验证
§2.4.3 针孔故障参数解析方程的推导
§2.4.4 针孔故障等效电路模型的验证
§2.5 本章小结
第三章 面向TSV故障的复合测试激励研究
§3.1 基于群延迟的复合测试激励的提出
§3.2 复合测试激励的设计
§3.2.1 复合测试激励的设计概述
§3.2.2 多音信号
§3.2.3 高斯白噪声
§3.2.4 多音信号的调制
§3.3 基于复合测试激励的TSV故障测试
§3.3.1 基于复合测试激励的TSV故障测试机理
§3.3.2 测试指标—波峰因数(CF)
§3.3.3 判定条件
§3.4 多音信号各参数的选取规律研究
§3.4.1 多音信号的音调数
§3.4.2 多音信号的基频和相邻角频率间隔
§3.4.3 多音信号各音调的幅度与初相位
§3.5 TSV参数故障在复合激励下的响应特征及规律
§3.5.1 空洞故障的特征响应
§3.5.2 针孔故障的特征响应
§3.6 本章小结
第四章 基于复合激励的TSV故障非接触式测试技术研究
§4.1 基于复合激励的非接触式测试技术的提出
§4.1.1 基于复合激励的非接触式测试机理
§4.2 基于复合激励的TSV故障非接触式测试
§4.2.1 TSV故障非接触式测试流程
§4.2.2 SG-TSV空洞故障非接触式测试
§4.2.3 测试结果分析与验证
§4.3 复合测试激励的改进设计
§4.3.1 多音信号的调频
§4.3.2 空洞故障测试
§4.4 本章小结
第五章 总结与展望
§5.1 总结
§5.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果
本文编号：3818676
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3818676.html
