随着集成电路信号频率的不断增高,金属铜电阻率急剧增加,传统的硅通孔出现严重的电传输问题,此时单纯改变硅通孔的结构,例如使用同轴型硅通孔结构,仍然会受到金属铜的限制。碳纳米管比金属铜具有更大的载流容量、更高的热导率、更强的机械强度以及沿轴向优越的导电性能,同时对趋肤效应、电迁移等有很好的抑制作用,有望代替铜成为新一代互连材料。因此本文针对以上问题,围绕基于碳纳米管的同轴型硅通孔的电传输特性进行了研究。首先,将MOS效应、趋肤效应以及衬底涡流损耗效应考虑在内,从最基础的电学公式出发,建立了同轴型硅通孔的等效电路模型,并用实际结构电磁仿真结果验证此模型的准确性,仿真结果表明插入损耗S21和回波损耗S11的误差小于5%。其次,结合碳纳米管的物理机制和量子电子学理论,建立单壁碳纳米管和双壁碳纳米管的等效电路模型。同时将单根碳纳米管的等效模型推广到碳纳米管束中,建立单壁碳纳米管束填充的同轴型硅通孔和双壁碳纳米管束填充的同轴型硅通孔等效电路模型,对两者的电传输特性进行仿真分析。在100GHz时,铜填充的同轴型硅通孔的插入损耗S21和回波损耗S11分别为-0.53dB和-10.89dB,单壁碳纳米管束填充的同轴型硅通孔分别为-0.25dB和-14.25dB,双壁碳纳米管束填充的同轴型硅通孔分别为-0.35dB和-11.75dB。接着从内层导体碳纳米管直径和外层导体碳纳米管直径两个方面对单一类型碳纳米管束填充的同轴型硅通孔的电传输特性进行优化。最后,为了优化基于碳纳米管束填充的同轴型硅通孔结构的电传输特性,本文提出一种新型的混合碳纳米管束填充的同轴型硅通孔结构,建立其RLGC等效电路模型,进行电传输特性的分析。仿真结果表明从0.1GHz到100GHz,所提出的新型同轴型硅通孔的电传输性能远远优于单一类型碳纳米管束填充的同轴型硅通孔。接着从比例因子、内层导体碳纳米管直径和外层导体碳纳米管直径三个方面对混合碳纳米管束填充的新型同轴型硅通孔结构的电传输特性进行优化。