TSV三維集成理論、技術與應用

目錄
前言
第1章　緒論　1
1.1　發(fā)展機遇　1
1.2　TSV集成技術發(fā)展歷史　3
1.3　TSV三維集成的挑戰(zhàn)　14
參考文獻　16
第2章　TSV工藝仿真　18
2.1　概述　18
2.2　TSV深孔刻蝕工藝模擬仿真　18
2.2.1　等離子刻蝕的物理模型　18
2.2.2　刻蝕工藝模擬的算法　23
2.2.3　刻蝕模擬軟件　25
2.3　TSV深孔氧化硅介質層淀積工藝模擬仿真　27
2.3.1　淀積的物理模型　27
2.3.2　淀積過程的模擬仿真　30
2.4　TSV深孔電鍍工藝模擬仿真　31
2.4.1　TSV深孔電鍍工藝原理和模型　31
2.4.2　Tafel曲線作為陰極邊界條件的實驗模型　35
參考文獻　38
第3章　TSV工藝　40
3.1　概述　40
3.2　TSV刻孔　40
3.2.1　引言　40
3.2.2　Bosch工藝　41
3.2.3　其他刻孔技術　53
3.2.4　小結　56
3.3　TSV孔絕緣工藝　57
3.3.1　引言　57
3.3.2　PECVD沉積SiOx實現TSV孔絕緣　57
3.3.3　小結　61
3.4　TSV孔金屬化　62
3.4.1　電鍍銅工藝簡介　62
3.4.2　濺射工藝制作TSV孔電鍍種子層　66
3.4.3　電鍍銅填充TSV孔　68
3.4.4　電鍍銅填充TSV孔工藝測試評估方法　72
3.4.5　電鍍銅填充TSV孔工藝失效模式　82
3.4.6　小結　83
3.5　硅晶圓減薄與銅平坦化　84
3.5.1　引言　84
3.5.2　TSV三維集成應用中的硅片減薄與銅平坦化　84
3.5.3　硅晶圓減薄　86
3.5.4　減薄硅晶圓的固定與去除　90
3.5.5　銅平坦化　92
3.5.6　小結　96
3.6　微凸點與鍵合工藝　97
3.6.1　引言　97
3.6.2　微凸點鍵合工藝原理　97
3.6.3　小結　103
參考文獻　103
第4章　TSV三維互連電學設計　108
4.1　概述　108
4.1.1　三維集成給互連技術帶來的機遇　108
4.1.2　三維集成電互連設計面臨的挑戰(zhàn)　110
4.1.3　三維集成典型互連結構　112
4.2　三維互連的電學建?！?14
4.2.1　TSV的等效電路參數計算　114
4.2.2　不同頻率下的TSV等效電路模型　118
4.2.3　TSV MOS耦合電容效應　121
4.2.4　MOS電容參數掃描分析　129
4.2.5　MOS電容測試驗證　133
4.3　三維互連的電學仿真　138
4.3.1　TSV的三維電磁場仿真　138
4.3.2　GSG-TSV仿真分析　139
4.3.3　GS-TSV仿真分析　142
4.4　電源完整性　147
4.4.1　基本原理與分析方法　147
4.4.2　三維集成系統中電源分配網絡的基本組成與分析　151
參考文獻　156
第5章　三維集成微系統的熱管理方法　158
5.1　三維集成微系統中的傳熱學　158
5.1.1　傳熱學的基本概念　158
5.1.2　三維集成微系統熱管理的發(fā)展趨勢　161
5.2　被動式熱管理方法　162
5.2.1　被動式熱管理方法概況　163
5.2.2　擴散熱阻　164
5.2.3　熱TSV與熱線　166
5.2.4　基于等效導熱系數的系統級有限元仿真方法　170
5.3　主動式熱管理方法　172
5.3.1　集成微系統的主動式熱管理技術進展　172
5.3.2　帶擾流柱的微流體冷卻方法　177
參考文獻　194
第6章　三維集成電學測試技術　196
6.1　三維集成電路測試概述　196
6.2　TSV測試　198
6.2.1　TSV電學測量　198
6.2.2　TSV物理缺陷測試　202
6.3　測試訪問架構設計與測試調度　216
6.3.1　IEEE P1838標準　216
6.3.2　IEEE P1838標準測試訪問架構的擴展設計　222
6.3.3　三維集成電路的測試調度問題：單塔情形　227
6.3.4　三維集成電路的測試調度問題：多塔情形　230
參考文獻　240
第7章　TSV轉接板技術　243
7.1　引言　243
7.2　面向數字IC三維集成的TSV轉接板工藝設計　244
7.3　TSV轉接板工藝研究　246
7.4　TSV轉接板失效分析　265
7.5　結束語　269
參考文獻　269
第8章　TSV三維集成應用　273
8.1　引言　273
8.2　TSV三維立體集成SRAM存儲器　274
8.2.1　TSV三維集成SRAM存儲器架構設計　274
8.2.2　三維互連電設計分析　277
8.2.3　8MB三維立體SRAM存儲器集成工藝與封裝方法　282
8.2.4　TSV三維集成SRAM存儲器測試分析　289
8.3　基于高阻硅TSV轉接板準三維集成四通道接收組件　290
8.3.1　集成架構與電學設計　291
8.3.2　基于高阻硅TSV轉接板準三維集成工藝　295
8.3.3　測試分析　297
8.4　結束語　298
參考文獻　299
第9章　發(fā)展趨勢　300
9.1　小尺寸TSV三維集成　300
9.2　異質三維混合信號集成　304
9.3　三維集成新技術　309
9.3.1　三維集成新材料　309
9.3.2　三維集成新工藝　310
9.3.3　三維集成新結構新工藝　312
9.4　三維集成新架構、新器件　312
參考文獻　316
彩圖