一种基于电荷精确分布的T-TSV的MOS电容量化方法技术

技术编号:13234030 阅读:125 留言:0更新日期:2016-05-14 21:40
本发明专利技术公开了一种基于电荷精确分布的锥形硅通孔的MOS电容量化方法。获取锥形硅通孔的结构参数,基于电荷精确分布的函数,推出锥形环面电势                                               满足的微分方程,设定边界值,解析计算不同下的氧化层外表面处的电场强度与电势;利用与量化偏置电压,并计算阈值电压及氧化层外表面处电势为2倍掺杂硅的功函数时的电场强度;推导出氧化层电容关于结构参数的量化公式,及低频交流小信号与高频交流小信号下的耗尽层电容关于与的量化公式;将氧化层电容与耗尽层电容串联,即可量化锥形硅通孔的MOS电容,画出两种交流小信号情形下MOS电容随偏置电压变化的曲线,已知偏置电压,即可获取相应的MOS电容值。对于锥形硅通孔的MOS电容的精确计算具有重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体工业三维集成电路系统中的互连
,特别涉及一种基于 电荷精确分布的锥形娃通孔(tapered through-silicon via,T_TSV)的M0S电容量化方 法。
技术介绍
由于在信号传输速度和寄生功耗方面优越的电气性能,以及和CMOS工艺优良的兼 容性,娃通孔(Through Silicon Via; TSV)互连技术已经成为半导体工业三维集成系统中 一种重要的互连技术。娃通孔是在娃衬底中刻蚀通孔而成,通孔由金属填充,金属和娃之间 有一层氧化物隔离层,这样的金属 -氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,M0S)结 构将会形成M0S寄生电容,对TSV互连网络的信号传输性能会有显著影响。因此,M0S电容的 精确计算是影响TSV电气建模的关键环节。 根据TSV制作过程中刻蚀工艺的不同,TSV主要包括锥型、圆柱型、环型和同轴电 缆型等结构。当T-TSV的倾角为90°时,T-TSV结构将演变为圆柱型TSV结构,因此对T-TSV的 M0S电容的精确计算进行研究更具有普遍性。对T-TSV的M0S电容进行计算时,应首先定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电荷精确分布的T‑TSV的MOS电容量化方法,包括如下步骤:步骤1:获取T‑TSV的底部氧化层内外半径和、耗尽层半径、高度h与侧面倾角;步骤2:在锥形环面上的电场强度E均匀分布的条件下,基于柱坐标系下p型掺杂硅中电荷密度与静电势的泊松‑玻尔兹曼方程,考虑硅基中的空穴浓度p、自由电子浓度n是锥形环面电势的自然指数函数,且电荷密度是关于空穴浓度p、自由电子浓度n的函数,以底面半径R为变量,推出锥形环面电势满足的微分方程;步骤3:利用常微分方程的高阶单步数值解法,设定边界值,由边界条件,解析计算出氧化层外表面处到边界范围内的电场强度E与电势分布,从而获取不同边界值下的T‑TSV中氧化层外表面...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李守荣周秋
申请(专利权)人:华北电力大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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