一种基于碳纳米管的三位TSV及其参数提取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于碳纳米管的三位TSV及其参数提取方法，所述三维TSV包括设置在衬底中的TSV结构以及设置在所述TSV结构顶部的三个信号垫，其中，所述TSV结构包括开设在所述衬底中的通孔以及均匀填充在所述通孔内部的多束碳纳米管；所述三个信号垫以相互间隔的方式铺设在所述TSV结构顶部的不同位置处，且分别与其下方的多壁碳纳米管连通，以在一个TSV结构上形成三个信号传输通道。该三位TSV通过三个信号垫使得一个TSV结构可以同时传输三个独立信号，使与通过该三位TSV连接的上下两层芯片之间的I/O管脚数量加倍，提高了芯片集成度，降低工艺成本，且具有更好的传输特性。且具有更好的传输特性。且具有更好的传输特性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳纳米管的三位TSV及其参数提取方法


[0001]本专利技术属于微电子
，具体涉及一种基于碳纳米管的三位TSV及其参数提取方法。

技术介绍

[0002]三维(3D)集成技术能够在降低成本的同时实现异质异构集成，其为实现超摩尔定律提供了广阔的发展平台，促使不同材料(硅、
Ⅲ‑Ⅴ
化合物、碳纳米管等)和工艺(存储器、逻辑电路、射频电路、微机械系统等)集成到一个芯片中。TSV(Through Silicon Via，硅通孔)技术促进了三维集成电路的发展，其可以降低传统平面集成电路的局限性，缩短互连长度，提高集成密度，降低功耗。
[0003]TSV作为连接上下层芯片的导电通道己经被证明是影响3D IC整体性能的关键组件。碳纳米管(CNT，Carbon nanotube)作为一种新兴材料，因其具有优越的电、热、机械性能，通常可取代铜(Cu)和钨(W)作为TSV的填充材料。每微米的CNT束在传导方向上的电阻大约比Cu低2.5倍，相反，束内相邻CNT之间的电阻约为兆欧级别。然而，TSV占据的面积远远大于片上通道。此外，任本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳纳米管的三位TSV，其特征在于，包括设置在衬底中的TSV结构以及设置在所述TSV结构顶部的三个信号垫，其中，所述TSV结构包括开设在所述衬底中的通孔以及均匀填充在所述通孔内部的多束碳纳米管；所述三个信号垫以相互间隔的方式铺设在所述TSV结构顶部的不同位置处，且分别与其下方的多壁碳纳米管连通，以在一个TSV结构上形成三个信号传输通道。2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的三位TSV，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，所述三个信号垫均为多层石墨烯材料。3.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的三位TSV，其特征在于，所述三个信号垫为直径相同的扇形结构，所述扇形结构的扇形角度均为120
°
。4.一种基于碳纳米管的三位TSV的参数提取方法，其特征在于，用于提取权利要求1至3中任一项所述的基于碳纳米管的三位TSV的寄生参数，所述方法包括：S1：利用仿真软件搭建基于碳纳米管的三位TSV的物理模型；S2：利用所述三位TSV中信号传输时的电子有效平均自由程提取所述三位TSV的阻抗参数；S3：提取所述三位TSV的等效复电导率；S4：提取所述三位TSV的电容参数；S5：建立该三位TSV的等效电路模型并对所述三维TSV的物理模型和等效电路进行S参数仿真。5.根据权利要求4所述的基于碳纳米管的三位TSV的参数提取方法，其特征在于，所述S2包括：S21：获取TSV结构内填充的多壁碳纳米管的壁数及每层壁的直径；S22：获取所述多壁碳纳米管的第i层壁的导电沟道数：其中，D
i
表示第i层壁的直径，T表示环境温度，D
T
为常数，D
T
＝1300nm
·
K，K表示开尔文温度单位；S23：获取所述多壁碳纳米管中信号传输时的电子有效平均自由程；S24：利用所述电子有效平均自由程获得所述多壁碳纳米管中单层壁的自阻抗；S25：利用所述多壁碳纳米管中单层壁的自阻抗获得三位TSV的阻抗。6.根据权利要求5所述的基于碳纳米管的三位TSV的参数提取方法，其特征在于，所述S23包括：S231：获取电子因声子散射产生的平均自由程：其中，D
out
为多壁碳纳米管的最外层壁的直径，T表示环境温度；S232：获取声子吸收的平均自由程：
其中，λ
op
表示电子发射声子的平均长度，f<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕红亮，关文博，严思璐，赵冉冉，张玉明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：