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锥形硅通孔(T-TSV)寄生电容的温度特性表征
摘要: 随着三维集成电路集成密度的不断提高,温度成为电路设计中影响性能与可靠性的主要考量因素之一。本文研究了锥形硅通孔(T-TSV)的寄生电容与热学特性的关系,提出"电容温度系数(TCC)"概念来建模TSV电容对温度的敏感度。研究发现高频应用下TSV电容对温度较为敏感,其中MOS电容变化是导致TSV电容改变的主要原因,且TCC随温度升高而增大。论文进一步探讨了TSV尺寸参数对TCC的影响:TSV半径增大会使TCC逐渐升高,而介质层厚度则呈现相反趋势;圆柱形TSV的热敏感性低于锥形TSV。本研究为考虑温度效应的TSV设计提供了理论依据。
关键词: 锥形硅通孔(T-TSV)、寄生电容、温度效应、三维集成电路(3D ICs)
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年IEEE精密电磁测量会议(CPEM 2018)- 法国巴黎(2018.7.8-2018.7.13)] 2018年精密电磁测量会议(CPEM 2018)- 三维堆叠集成电路中铜通孔的纳米-微米尺度电学特性表征
摘要: 本文描述了用于纳米和微米尺度电测量的技术和系统的实施,这些技术用于对三维集成电路互连中填充铜的硅通孔进行电学特性表征以及此类通孔中的缺陷检测。
关键词: 纳米级、三维集成电路、扫描微波、硅通孔、装置、原子级、电学测量、显微镜、力、微米级、四探针
更新于2025-09-10 09:29:36
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[IEEE 2018年第19届国际电子封装技术会议(ICEPT) - 上海 (2018.8.8-2018.8.11)] 2018年第19届国际电子封装技术会议(ICEPT) - 一种由圆柱形硅通孔构成的低通滤波器
摘要: 三维集成电路的概念已在片上系统(SoC)、数字信号处理器(DSP)等诸多领域广泛应用。众所周知,硅通孔(TSV)不仅被用作垂直层间的互连,还应用于射频(RF)等更多领域。本文提出一种基于圆柱形TSV的低通滤波器(LPF),由两个平面螺旋电感器和一个TSV电容器构成。仿真结果表明,其截止频率约为20GHz,面积仅为10850平方微米。
关键词: 三维集成电路(3D IC)、低通滤波器、硅通孔(TSV)
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018第七届电子系统集成技术会议(ESTC) - 德国德累斯顿(2018.9.18-2018.9.21)] 2018年第七届电子系统集成技术会议(ESTC) - 紫外辅助晶圆级芯片直接转移键合(CoW DTB)
摘要: 提出了一种采用紫外辅助芯片转移机制的晶圆上芯片直接转移键合(CoW DTB)技术,适用于包括III-V/Si、2.5D/3D/扇出集成在内的高精度直接键合应用。利用玻璃键合工具进行了芯片转移过程的基础实验,该工具可通过载体薄膜压紧芯片背面并对紫外剥离型粘合层进行紫外照射。实验结果表明,通过优化载体薄膜、玻璃键合工具设计以及紫外照射强度和时间等参数,该新工艺实现了稳定的芯片转移。
关键词: 氧化物键合、III-V族/硅、晶圆上芯片(CoW)、直接键合、三维集成电路(3DIC)、扇出型(FO)
更新于2025-09-04 15:30:14
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锥形差分玻璃通孔的电磁建模与分析
摘要: 本文提出了一种锥形差分玻璃通孔的解析模型。每个描述通孔长度、直径、斜角和间距的表达式均基于基本物理原理推导,并额外考虑了IMD层。通过将三维全波电磁仿真软件High Frequency Simulator Structure (HFSS)与Advanced Design System (ADS)得出的S参数进行对比,验证了RLGC等效电路的准确性。采用特征选择性验证(FSV)技术作为对比度量标准。所提模型与HFSS结果在20GHz范围内保持一致。优异的传输特性(损耗<3dB)及玻璃基板的反射特性可从S参数中体现:其中S21约为10的数量级,S11在20GHz内始终低于-30dB。此外,还研究了不同配置对传输系数的影响。
关键词: 玻璃中介层,等效电路模型,三维集成电路,差分玻璃通孔
更新于2025-09-04 15:30:14
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采用圆柱形和同轴硅通孔(TSV)的3D集成电路功耗分析
摘要: 本研究分析了硅通孔(TSV)的解析模型与等效电路。硅通孔通过实现三维集成电路中的垂直互连,成为三维IC技术的关键组成部分。研究重点考察了圆柱型和同轴型简化集总TSV模型的性能表现。通过在数字电路层级间引入这些结构,展示了其性能分析结果。利用Cadence Virtuoso原理图编辑器,模拟了无TSV单层结构、含圆柱型TSV及同轴型TSV的多层结构中晶体管级数字电路的功耗情况,并对不同层级结构的圆柱型与同轴型TSV模型进行了对比分析与数据制表。
关键词: 三维集成电路,硅通孔(TSV),TSV集总RLC模型
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过Ar-N2等离子体在Cu表面形成氮钝化层,用于Cu-Cu晶圆堆叠应用
摘要: 晶圆堆叠技术具有降低互连延迟、提升带宽、减小尺寸及降低成本的优势。目前高产量制造中采用基于焊料的金属芯片键合技术,但基于铜的金属晶圆键合正迅速成为下一代3D集成电路和异构堆叠应用的关键键合技术。本研究通过氩氮等离子体处理铜表面,利用氮元素钝化铜表面并提升铜-铜晶圆键合质量。实验在5毫托工作压强下采用常规直流溅射法,通过调节不同氩氮分压比实施等离子体处理,随后从结构与电学特性两方面评估处理效果。研究发现:在高氮分压条件下经充分等离子体处理后,铜表面被活化,氧化铜与化学吸附氮减少,并形成氮化铜钝化层。该铜表面氩氮等离子体处理方法有望成为铜-铜键合的有效预处理工艺。
关键词: 氮钝化、三维集成电路、晶圆堆叠、铜-铜键合、氩-氮等离子体处理
更新于2025-09-04 15:30:14
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采用像素级三维集成技术实现具有线性和宽动态范围响应的四分之一视频图形阵列数字像素图像传感
摘要: 我们采用三维集成技术研制了一款四分之一视频图形阵列(QVGA)数字像素图像传感器。脉冲频率调制(PFM)模数转换器(ADC)作为数字像素运行,克服了光电二极管(PD)满阱容量导致的信号饱和问题。我们还专门为具有钉扎光电二极管和浮动扩散层的像素新设计了PFM-ADC,以适配实现高灵敏度与低噪声的CMOS图像传感器工艺。通过直径5微米的金电极实现像素级三维集成,将光电二极管、比较器、逻辑电路和计数器集成在两层绝缘体上硅层中,从而在0.18微米和0.2微米工艺节点下,于20平方毫米芯片上实现了QVGA分辨率。该传感器兼具优异线性度和超过96分贝的宽动态范围,还获得了16位高比特深度的视频图像,展现出卓越的图像传感性能,能够高保真地捕捉现实世界。
关键词: 模数转换器(ADC)、动态范围、图像传感器、三维集成电路、集成电路互连、脉冲产生、绝缘体上硅(SOI)
更新于2025-09-04 15:30:14