【摘 要】
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三维集成电路作为“超摩尔”技术领域战略研究课题之一,在近10至20年内的发展极为迅速。硅通孔作为影响三维集成电路性能的关键技术之一,解决了传统平面集成电路面临的局限性,不仅具有更短的互连线长度、更低的面积和功率损耗、更高的集成密度、更好的噪声抑制能力和更高的信号传输带宽及速度,而且还可以将对芯片模组堆叠实现异质集成。本论文针对碳纳米管填充的硅通孔的电路建模展开深入研究,致力于研究碳纳米管硅通孔传输
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三维集成电路作为“超摩尔”技术领域战略研究课题之一,在近10至20年内的发展极为迅速。硅通孔作为影响三维集成电路性能的关键技术之一,解决了传统平面集成电路面临的局限性,不仅具有更短的互连线长度、更低的面积和功率损耗、更高的集成密度、更好的噪声抑制能力和更高的信号传输带宽及速度,而且还可以将对芯片模组堆叠实现异质集成。本论文针对碳纳米管填充的硅通孔的电路建模展开深入研究,致力于研究碳纳米管硅通孔传输通道的信号完整性问题,相关工作分为以下三部分:本文的第一部分内容主要基于多比特硅通孔的概念,针对碳纳米管填充的单端硅通孔和同轴硅通孔开展电路建模和电学性能分析。基于碳纳米管的各项异性,即碳纳米管横向电导率和纵向电导率之间的差异,给出单端硅通孔和同轴硅通孔的等效电路模型。通过等效复电导率,分析了两种传输结构的传输性能。另外,研究了单端硅通孔和同轴硅通孔在电源分配网络中的应用。在第二部分中,基于多比特硅通孔,针对两种地-信号-信号-地（GSSG）型差分硅通孔和一种屏蔽差分硅通孔结构进行建模分析,给出了能够准确预测100GHz频率范围内各结构电学性能的等效电路模型。通过等效电路模型,研究了各结构中TSV几何参数对其电学性能的影响。第三部分基于差分硅通孔和屏蔽差分硅通孔的奇模半电路模型,开展了以系统传递函数方法来完成无源均衡器设计的研究。进一步,采用了基于码间串扰消除算法优化了均衡器设计。综上所述,本论文针对三维集成电路中碳纳米管填充的硅通孔展开了研究,提出了几种差分硅通孔的结构,开展了电路建模、电学特性以及无源均衡器设计的研究。
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