低阻硅TSV高温工艺中的热力学分析

针对低阻硅TSV热力学研究的空白做出了相应的仿真分析.首先介绍了低阻硅TSV转接层的加工工艺,接着基于实验尺寸,在350℃工艺温度下,模拟了低阻硅TSV的涨出高度及应力分布.不同于铜基TSV,低阻硅TSV的涨出区域主要集中在聚合物绝缘层的上方.为了减小低阻硅TSV的涨出高度及热应力,分别对工艺温度、表面SiO₂厚度、低阻硅TSV的直径、高度、间距和BCB绝缘层厚度进行了变参分析.结果表明,减小BCB绝缘层的厚度及高度以及增加表面SiO₂厚度是抑制低阻硅TSV膨胀高度及减小热应力的有效方法.      

混合介质层类同轴垂直硅通孔的高频性能研究

为了改善T/R组件中2.5 D转接板的高频特性,本文提出一种工艺简单、结构新颖的混合介质层类同轴硅通孔（through silicon via,TSV）结构,对混合介质层类同轴TSV结构的外围TSV数量、TSV直径、混合介质层厚度等参数进行了仿真研究,并与传统同轴TSV的回波损耗、插入损耗、串扰等性能进行对比.结果表明优化后的混合介质层类同轴TSV结构在1~45 GHz频率范围内,具有良好的射频传输性能.      

粗糙侧壁对硅通孔互连结构高频性能的影响(英文)

详细分析了由Bosch刻蚀形成的侧壁形貌的粗糙度(Sidewall Roughness)对硅通孔(TSV)互连结构高频性能的影响,并通过全波电磁场仿真软件HFSS将粗糙侧壁TSV互连结构与平滑侧壁TSV互连结构的传输特性进行了详尽的对比。仿真结果显示,在相同的条件下,粗糙侧壁TSV结构的插入损耗比光滑侧壁TSV结构增加了15%,并且随着侧壁形貌粗糙度的增加,TSV互连结构的高频性能恶化更加严重。最后,通过对二氧化硅绝缘层厚度和TSV直径对TSV互连结构高频性能的影响,提出了补偿侧壁粗糙度对高频性能产生的不良影响的方法,为TSV电学设计提供参考依据。     

低阻硅TSV与铜TSV的热力学变参分析

硅通孔（through-silicon-via,TSV）是三维集成技术中的关键器件.本文对低阻硅TSV与铜TSV的热力学特性随各项参数的变化进行了比较.基于基准尺寸,比较了低阻硅TSV和铜TSV在350℃的工作温度下,最大von Mises应力和最大凸起高度之间的不同.基于这两种结构,分别对TSV的直径、高度、间距进行了变参分析,比较了不同参数下,两种TSV的热力学特性.结果表明,低阻硅TSV具有更好的热力学特性.      

基于TSV的3D IC层次化物理实现技术

随着集成电路特征尺寸逼近物理极限,硅通孔（TSV）实现层间互连的三维集成电路（3D IC）成为延续摩尔定律的一种趋势.但现有集成电路设计工具、工艺库、设计方法尚不成熟,难以实现三维集成中超大尺寸基板芯片的时序收敛问题.为此,本文提出了一种利用现有传统的EDA工具完成基于TSV的3D IC物理设计的流程.首先,用热应力模型将三维硅通孔投影成二维阻挡层,从而将三维集成电路设计转化成若干含阻挡层的二维集成电路分别实现;其次,针对超大尺寸基板芯片的时序收敛困难问题,提出了一种标准单元布局方法,通过在版图中划定若干固定放置区用于限定关键时序单元的摆放,并迭代确定这些关键单元在固定放置区中的位置,实现大尺寸芯片的时序收敛.基于所提出的三维集成电路设计流程完成了一款三维集成的网络路由芯片基板芯片的设计,结果表明,相比传统的设计流程,提出的3D IC物理设计流程可使超大尺寸基板芯片从时序无法收敛优化到可收敛并满足时序要求,验证了所提出的3D IC物理设计流程的可行性.     

多层3D芯片中硅通孔分布优化的改进算法

3D芯片中硅通孔(TSV)的位置分布会对总线长造成很大影响,所以对于TSV位置分布的优化有许多算法,逐层进行TSV分配只能做到局部优化.提出用逆向重分配的方法对已有算法结果进一步优化以达到减少总线长的目的.同时提出了一种快速重分配以提高深度优化的运行时间.实验结果表明,对比逐层TSV分配方法,此逆向重分配方法可减少3.7%的总线长;此方法亦可对其他TSV分配算法(如逐网TSV分配、拉格朗日松弛算法等)所得结果作进一步线长优化;而快速重分配可将逆向重分配的运行时间降低为原来的10%.     

硅通孔润湿性能影响因素的模拟仿真

使用Fluent流场仿真软件模拟了电镀液对硅通孔(TSV)的浸润过程,讨论了TSV深宽比、电镀液流速、电镀液表面张力、接触角以及压强等因素对TSV浸润过程的影响.通过对比仿真寻找出能在电镀之前使电镀液完全浸润TSV所有表面的预润湿处理方法,以防止因润湿不彻底在TSV底部形成气泡而导致的有空洞电镀填充.通过仿真发现,电镀液表面张力越小,电镀液与待电镀样片表面的接触角越小,浸润过程中电镀液的流速越慢,浸润所处环境的压强越低,则越有利于电镀液对TSV的浸润;且流速为0.002 m/s时即可对深宽比低于或等于130μm:30μn的TSV实现完全浸润;浸润环境压强低于3 000 Pa时即可在流速为0.05 m/s时对深宽比为150μm:50μm的TSV基本实现完全浸润.当TSV结构的深宽比大于2的时候,没有经过预润湿而直接放入电镀液的TSV结构很难实现无空洞电镀填充.     

硅扩展电阻式温度传感器阻温特性的研究

阐述了一种结构特点的硅扩展工元件的温度敏感原理，提出了物理模型?探讨了其工作温区拓宽机理。对器件的结构、材料、工艺参数对阻温特性的影响进行了计算机模拟分析及实验研究。理论分析和实验结果表明：传感器０－３００℃范围内具有正温度系数特性其阻温系数为０．７３％℃。要拓宽硅扩展电阻传感器ＰＴＣ特性区的工作温度范围，必须尽可能减少扩散接触区的体积和晶体的体积?尽可能提高硅掺杂浓度和晶体中载流子寿命，并适当提     

退火工艺对于TSV结构热-机械可靠性影响研究

针对铜柱穿透硅通孔（through silicon via,TSV）结构的热机械可靠性,进行退火工艺对其影响的有限元分析研究.介绍了基于聚酰亚胺（Polyimide,PI）介质层的TSV结构的加工工艺.比较了在400℃退火温度,保温退火30 min条件下,PI和SiO₂分别作为介质层时TSV结构的Von Mises应力及Cu胀出高度的分布.在此基础上,进一步针对PI-TSV结构分别对其尺寸参数（介质层厚度以及TSV直径、高度、间距）和退火工艺参数（退火温度、时间）进行变参分析.结果表明,与SiO₂-TSV相比,PI-TSV结构退火后具有更好的热机械可靠性,并且适当增加介质层厚度是降低退火后PI-TSV结构的Cu胀出高度和以及热应力的有效方法.      

Development of a BGA Package Based on Si Interposer with Through Silicon Via

A ball grid array (BGA) package based on Si interposer with through silicon via (TSV) was designed. Thermal behaviors of the designed BGA with Si interposer has been analyzed and compared to a conventional BGA with BT substrate in the approach of finite element modeling (FEM). The Si interposer with TSV was then fabricated and the designed BGA package was demonstrated. The designed BGA package includes a 100 μm thick Si interposer, which has redistribution copper traces on both sides. Through vias with 25 to 40 μm diameter were fabricated on the Si interposer using deep reactive ion etching (DRIE), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), copper electroplating and chemical mechanical polishing (CMP), etc. TSV in the designed interposer is used as electrical interconnections and cooling channels. 5 mm by 5 mm and 10 mm by 10 mm thermal chips were assembled on the Si interposer.     

低压ZnO—Bi_2O_3—TiO_2系材料的退火特性及显微结构(4)

研究了不同温度退火对ZnO—Bi_2O_3—TiO_2系材料相结构,显微形态及电特性的影响,得出:500℃以下退火材稳定并改善材料的电性能,超过500℃退火料的压敏电压升高,非线性特性变坏。     

硅中氢致缺陷和微缺陷氢沉淀的消除及其应用

氢气氛下区熔拉制的鼓棱无位错硅单晶，原生晶体经化学腐蚀，观察不到缺陷，包括微缺陷。但当块状热处理后，经腐蚀常常观察到尺度ｍｍ数量级的氢致缺陷（　型缺陷、麻坑）和微缺陷氢沉淀。为了消除这些缺陷，原生单晶需片状供应，片厚应小于１ｍｍ，或中照后的区熔（氢）硅单晶，片状，９４０℃、０．５ｈ退火，均能消除之。在电力电子器件的应用中，管芯等级合格率可保持在８０％以上     

湿化学法制备钙钛矿型La_（1－x）Sr_xMnO_3的电学性能及其晶体学研究

采用湿化学法制备了粒度在０．２～０．８μｍ范围的钙钛矿型Ｌａ（１－ｘ）Ｓｒ＿ｘＭｎＯ＿３粉末，用室温和高温Ｘ衍射法测定其晶体结构。发现其在１２００℃高温发生了四方→立方的相变；制备的粉末粒度与水浴温度有一定的关系，在室温时电阻率在６．０×１０￣（－３）～６．９×１０￣（－３）Ω·ｃｍ范围内，在温度大于４５０℃后，随着温度的升高，电阻率亦升高。     

低温连阴雨(雪)背景下浙中一次雨凇天气过程诊断分析

2008年初中国南方地区出现了低温连阴雨(雪)天气,浙中地区也出现了罕见的大范围雨凇天气.此次历史罕见的冻雨灾害性天气在大气环流异常背景下发生:北半球经向环流特征明显:贝湖地区有阻高形势长时间维持;欧亚大陆中高维地区500 hPa 高度场西高东低,中低纬地区则表现出西低东高的特征,锋面在30°N附近较长时间维持.贝湖西南和蒙古国西部地区是这次天气过程的主要冷空气源地.来自南海和孟加拉湾的水汽通过500～850 hPa之间的水汽通道向华东地区输送,850 hPa左右的水汽辐合及大气运动上升区的配合使浙中地区出现降雨(雪)天气.700～850 hPa逆温层的存在和接近O°C的地表温度为雨凇结成提供了温度条件.边界层内局地气象条件表现出的低温、高湿和小风速特征有利于雨凇的维持.     

基于S-G滤波的江西省植被覆盖度时空变化遥感分析

利用2004~2013年MODIS-EVI植被指数数据集,应用S-G滤波数据重建技术,采用像元二分模型和趋势分析法对江西省植被覆盖变化进行了时空动态监测。结果表明:S-G滤波能够有效提高植被指数产品数据质量;2013年江西省平均植被覆盖度为69.3%,处于中高覆盖度水平,空间分布呈现出"东西南三面高,中部和北部较低"的特点。2004年植被覆盖度最小为65.4%,2012年增加至最大值69.6%,整体呈现改善增加趋势。过去的10年中,植被覆盖增加面积为5.87×104km2,主要集中在抚州,萍乡市和赣州市以北地区;植被覆盖减少面积为4.53×104km2,主要集中在九江,宜春,南昌等地区。