三維堆疊集成為半導(dǎo)體工業(yè)帶來(lái)了一種新的范式,其中硅通孔(Through-Silicon Via,TSV)作為一種新型互連技術(shù),使三維集成電路(3D IC)具有高帶寬、低功耗、短延時(shí)、小體積和異質(zhì)集成等優(yōu)勢(shì)。然而,目前TSV工藝技術(shù)復(fù)雜且不成熟,在制造的過(guò)程中容易出現(xiàn)各種故障,這會(huì)影響3D IC的成品率和可靠性。因此對(duì)TSV進(jìn)行故障建模和測(cè)試技術(shù)研究很有必要。隨著TSVs的直徑和間距持續(xù)縮小,傳統(tǒng)的探針檢測(cè)技術(shù)很難適用,本文提出了一種基于復(fù)合激勵(lì)的非接觸式測(cè)試方案,主要研究工作如下:1.以信號(hào)-地TSVs(Signal-Ground TSV pair,SG-TSV)為研究對(duì)象,基于電容耦合設(shè)計(jì)非接觸式測(cè)試結(jié)構(gòu),并在HFSS中通過(guò)S參數(shù)來(lái)分析設(shè)計(jì)參數(shù)的改變對(duì)耦合到SG-TSV信號(hào)的影響,再對(duì)帶有非接觸式探頭的SG-TSV進(jìn)行電氣建模及驗(yàn)證。2.針對(duì)空洞和針孔故障,分析其產(chǎn)生機(jī)理并建立相應(yīng)的故障物理模型,通過(guò)S參數(shù)和群延遲分析得出故障的特征參數(shù)變化對(duì)SG-TSV信號(hào)完整性的影響規(guī)律。再分別對(duì)這兩種故障進(jìn)行等效電路建模,并推導(dǎo)相應(yīng)的故障參數(shù)解析方程,最后通過(guò)電路仿真和全波仿真的S參數(shù)對(duì)比驗(yàn)證其...

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    §1.1 課題的研究背景及意義
        §1.1.1 課題的研究背景
        §1.1.2 課題的研究意義
    §1.2 基于TSV的三維堆疊集成工藝
    §1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        §1.3.1 TSV建模及特性研究
        §1.3.2 TSV測(cè)試技術(shù)研究
    §1.4 論文研究?jī)?nèi)容及安排
        §1.4.1 論文主要研究?jī)?nèi)容
        §1.4.2 論文章節(jié)安排
第二章 SG-TSV信號(hào)完整性分析與故障建模研究
    §2.1 信號(hào)完整性基礎(chǔ)理論
        §2.1.1 傳輸線基礎(chǔ)理論
        §2.1.2 二端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)
        §2.1.3 反射與串?dāng)_耦合
    §2.2 帶有非接觸式探頭的SG-TSV建模與分析
        §2.2.1 SG-TSV結(jié)構(gòu)建模及分析
            §2.2.1.1 SG-TSV建模及寄生參數(shù)提取
            §2.2.1.2 SG-TSV電學(xué)特性分析
        §2.2.2 基于電容耦合的非接觸式探頭建模與分析
            §2.2.2.1 非接觸式探頭的建模與參數(shù)提取
            §2.2.2.2 基于非接觸式探頭的SG-TSV傳輸性能分析
        §2.2.3 SG-TSV與非接觸式探頭的電氣建模及驗(yàn)證
    §2.3 基于非接觸式探頭的TSVS故障三維物理建模分析
        §2.3.1 TSV空洞故障模型分析
        §2.3.2 空洞故障特征參數(shù)變化對(duì)TSV信號(hào)完整性的影響
            §2.3.2.1 群延遲
            §2.3.2.2 空洞故障的S參數(shù)和群延遲仿真分析
        §2.3.3 TSV針孔故障模型分析
        §2.3.4 針孔故障特征參數(shù)變化對(duì)TSV信號(hào)完整性的影響
    §2.4 基于非接觸式探頭的SG-TSV故障等效電路建模及驗(yàn)證
        §2.4.1 空洞故障參數(shù)解析方程的推導(dǎo)
        §2.4.2 空洞故障等效電路模型的驗(yàn)證
        §2.4.3 針孔故障參數(shù)解析方程的推導(dǎo)
        §2.4.4 針孔故障等效電路模型的驗(yàn)證
    §2.5 本章小結(jié)
第三章 面向TSV故障的復(fù)合測(cè)試激勵(lì)研究
    §3.1 基于群延遲的復(fù)合測(cè)試激勵(lì)的提出
    §3.2 復(fù)合測(cè)試激勵(lì)的設(shè)計(jì)
        §3.2.1 復(fù)合測(cè)試激勵(lì)的設(shè)計(jì)概述
        §3.2.2 多音信號(hào)
        §3.2.3 高斯白噪聲
        §3.2.4 多音信號(hào)的調(diào)制
    §3.3 基于復(fù)合測(cè)試激勵(lì)的TSV故障測(cè)試
        §3.3.1 基于復(fù)合測(cè)試激勵(lì)的TSV故障測(cè)試機(jī)理
        §3.3.2 測(cè)試指標(biāo)—波峰因數(shù)(CF)
        §3.3.3 判定條件
    §3.4 多音信號(hào)各參數(shù)的選取規(guī)律研究
        §3.4.1 多音信號(hào)的音調(diào)數(shù)
        §3.4.2 多音信號(hào)的基頻和相鄰角頻率間隔
        §3.4.3 多音信號(hào)各音調(diào)的幅度與初相位
    §3.5 TSV參數(shù)故障在復(fù)合激勵(lì)下的響應(yīng)特征及規(guī)律
        §3.5.1 空洞故障的特征響應(yīng)
        §3.5.2 針孔故障的特征響應(yīng)
    §3.6 本章小結(jié)
第四章 基于復(fù)合激勵(lì)的TSV故障非接觸式測(cè)試技術(shù)研究
    §4.1 基于復(fù)合激勵(lì)的非接觸式測(cè)試技術(shù)的提出
        §4.1.1 基于復(fù)合激勵(lì)的非接觸式測(cè)試機(jī)理
    §4.2 基于復(fù)合激勵(lì)的TSV故障非接觸式測(cè)試
        §4.2.1 TSV故障非接觸式測(cè)試流程
        §4.2.2 SG-TSV空洞故障非接觸式測(cè)試
        §4.2.3 測(cè)試結(jié)果分析與驗(yàn)證
    §4.3 復(fù)合測(cè)試激勵(lì)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
        §4.3.1 多音信號(hào)的調(diào)頻
        §4.3.2 空洞故障測(cè)試
    §4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    §5.1 總結(jié)
    §5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者在攻讀碩士期間主要研究成果



本文編號(hào)：3818676