一种三维集成电路的PDN交流噪声分析方法技术

本发明专利技术公开一种三维集成电路的PDN交流噪声分析方法，用于分析三维集成电路的PDN交流噪声大小。其实现步骤是：(1)构建三个物理模型；(2)获得三个物理模型各自的寄生参数值；(3)计算寄生参数值；(4)获得仿真的寄生参数值；(5)构建电源分配网络PDN的等效电路模型；(6)设置电源分配网络PDN交流噪声仿真环境；(7)获得三维集成电路的电源分配网络PDN的最大交流噪声。本发明专利技术可以快速准确地分析得到三维集成电路的PDN的交流噪声大小，可用于对高速三维集成电路的电源分配网络中电源完整性的设计分析及对封装可靠性进行评价时提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种三维集成电路的PDN交流噪声分析方法
本专利技术属于电子
，更进一步涉及高速电路电源分配
中的一种三维集成电路的电源分配网络PDN(PowerDistributionNetwork)交流噪声分析方法。本专利技术对高速三维集成电路的电源分配网络PDN交流噪声大小的测量分析结果，可用于对高速三维集成电路的电源分配网络中电源完整性的设计分析及对封装可靠性进行评价时提供依据。
技术介绍
随着芯片集成度的不断提升，晶体管的数目呈指数增长，芯片电源完整性的问题日益凸显。三维封装技术大多通过硅通孔TSV(ThroughSiliconVias)连接多层电源分配网络PDN电网来传输信号和电源，大大节省空间的同时也带来了较大的噪声。而如今对电源分配网络PDN交流噪声的研究着重于研究硅通孔TSV的影响而忽略了电源线地线以及VIA通孔的影响。随着芯片工作频率的不断提升，交流噪声的影响占据主导，每个部分的交流噪声的影响也会被放大，因此在电源分配网络PDN交流分析中准确提取电源线/地线、硅通孔TSV和VIA通孔寄生参数数值对于评价电源分配网络PDN性能显得尤为重要。HuangyuHe在其发表的论本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维集成电路的电源分配网络PDN交流噪声分析方法，其特征在于：计算高频下的电源线和通孔VIA的寄生电阻、寄生电感的值；获得电源分配网络PDN交流噪声仿真的寄生参数考虑了三维集成电路工作频率影响；设置电源分配网络PDN交流噪声仿真环境，将交流电流源的电流波形设置为上升时间和下降时间很短的脉冲很宽的梯形脉冲，该方法的步骤包括如下：(1)构建三个物理模型：将三维集成电路的电源分配网络中的电源线、硅通孔TSV和通孔VIA的长宽高、材料等工艺信息，分别输入到电磁仿真软件中，得到三个物理模型；(2)获得三个物理模型各自的寄生参数值：利用电磁仿真软件的电磁参数提取功能，分别提取三维集成电路的电源分配...

【技术特征摘要】
1.一种三维集成电路的电源分配网络PDN交流噪声分析方法，其特征在于：计算高频下的电源线和通孔VIA的寄生电阻、寄生电感的值；获得电源分配网络PDN交流噪声仿真的寄生参数考虑了三维集成电路工作频率影响；设置电源分配网络PDN交流噪声仿真环境，将交流电流源的电流波形设置为上升时间和下降时间很短的脉冲很宽的梯形脉冲，该方法的步骤包括如下：(1)构建三个物理模型：将三维集成电路的电源分配网络中的电源线、硅通孔TSV和通孔VIA的长宽高、材料等工艺信息，分别输入到电磁仿真软件中，得到三个物理模型；(2)获得三个物理模型各自的寄生参数值：利用电磁仿真软件的电磁参数提取功能，分别提取三维集成电路的电源分配网络中电源线、硅通孔TSV和通孔VIA三个物理模型各自的寄生参数值；(3)计算寄生参数值：(3a)根据三维集成电路的电源分配网络中硅通孔TSV间的耦合关系，分别利用高频下的电阻公式、高频下的电感公式、高频下的电容公式和高频下的电导公式，计算高频下的硅通孔TSV的寄生电阻、寄生电感、寄生电容和寄生电导的值；(3b)根据三维集成电路的电源分配网络中电源线间的耦合关系，分别利用高频下的电阻公式、高频下的电感公式，计算高频下的电源线的寄生电阻、寄生电感的值；(3c)根据三维集成电路的电源分配网络中通孔VIA间的耦合关系，分别利用高频下的电阻公式、高频下的电感公式，计算高频下的通孔VIA的寄生电阻、寄生电感的值；(4)获得仿真的寄生参数值：分别对比三个物理模型提取的高频寄生电阻、寄生电感、寄生电容和寄生电导与计算得到的高频寄生电阻、寄生电感、寄生电容和寄生电导的大小，将误差在10％以内的寄生参数值，作为电源分配网络PDN交流噪声仿真的寄生参数值；(5)构建电源分配网络PDN的等效电路模型：(5a)将三维集成电路的电源分配网络中的电源线和通孔VIA都等效为电阻电感串联得到每层电网的集总电路，将硅通孔TSV等效为T型电路，将芯片负载等效为电感电阻电容和交变电流源并联电路；(5b)将三维集成电路的电源分配网络中的多层电网等效为多个集总电路，通过硅通孔TSV，连接相邻两个由集总电路等效为的T型电路，在集总电路的每个电源线电阻和通孔VIA的电感连接节点处，连接一个由芯片负载等效为的电感电阻电容和交变电流源并联电路；(5c)将电源分配网络PDN的等效电路模型输入到电子设计软件中；(6)设置电源分配网络PDN交流噪声仿真环境：将三维集成电路的电源分配网络PDN的等效电路模型连接到1V的直流电压源上，将电源分配网络PDN交流噪声仿真的三维集成电路工作频率下的寄生参数值输入到电子设计软件中，设置芯片负载等效为的交流电流源的电流波形梯形脉冲，脉冲上升时间和下降时间很短，脉冲宽度很宽，电流最大值为96μA，电流最小值为28.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：董刚，谢祥，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61