三维集成电路的硅通孔串扰噪声分析与优化技术研究

项目名称： 三维集成电路的硅通孔串扰噪声分析与优化技术研究

项目编号： No.61404077

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 钱利波

作者单位： 宁波大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 片上系统工作速度不断增加与通孔分布密度急剧上升，导致硅通孔（TSV）串扰噪声成为影响三维集成电路时序性能、信号完整性与电源完整性的重要因素。本项目从时域与频域两个方面研究了通孔串扰的耦合机理与相关优化技术。通过提取铜与碳纳米管TSV频率相关的电阻、电感、电容、电导等效电学参数，建立TSV传输线模型；基于ABCD参数矩阵与均匀线电流源近似方法，研究适用于铜与碳纳米管通孔互连结构的TSV-TSV耦合与TSV-有源电路耦合的串扰噪声分布解析模型，并与三维全波电磁仿真器HFSS的仿真结果进行比较验证；在此基础上分析隔离介质、通孔尺寸、孔间距、衬底电导率、管束金属密度与平均自由程等关键工艺设计参数对于峰值串扰噪声与耦合系数的影响；研究增加屏蔽通孔与同轴硅通孔设计等噪声优化设计方法，仿真串扰的时域与频率响应。本项目的研究成果可为三维集成技术应用于未来集成电路设计提供必要的理论和技术基础。

中文关键词： 硅通孔耦合；三维集成电路；串扰噪声；信号完整性分析；优化设计

英文摘要： Due to the continuous increase in operating speed of system on chip and a sharp rise in TSV distribution density, TSV noise coupling is expected to be a major concern for timing performance,signal integrity and power integrity in 3-D ICs design.This proje

英文关键词： TSV coupling；3-D ICs；Crosstalk noise；Singal integrity analysis；Optimization design