[發(fā)明專利]一種金絲互連結(jié)構(gòu)的建模和參數(shù)提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310129275.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103198194A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷曉星;王磊;趙洪新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;H01L21/768
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金絲互連結(jié)構(gòu)的建模和參數(shù)提取方法。

背景技術(shù)

在混合微波電路設(shè)計(jì)中，多芯片組件互連常常需要鍵合金絲來(lái)互連微波單片集成電路（MMIC）芯片和微波電路等結(jié)構(gòu)，鍵合金絲模型一般由單根、兩根或多根金絲構(gòu)成，其鍵合方式分為球形鍵合和楔形鍵合等。金絲鍵合互連的拱高、跨距、鍵合點(diǎn)位置及金絲的根數(shù)對(duì)微波多芯片組件互連具有很大的影響。

鍵合金絲互連的模型提取是其成功應(yīng)用的必要前提之一，只有準(zhǔn)確獲取了互連的模型參數(shù)，才能綜合設(shè)計(jì)相應(yīng)的匹配、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)電路的整體性能。通常獲取模型參數(shù)有以下幾種基本途徑：（1）基于全波分析，如時(shí)域有限差分法（FDTD）、有限元法（FEM）等，對(duì)鍵合金絲互連的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全波分析，計(jì)算得出互聯(lián)結(jié)構(gòu)的電路散射參數(shù)；（2）準(zhǔn)靜態(tài)分析，將互連金絲等效為多段傳輸線，分析其等效分布電路參數(shù)和電路散射矩陣；（3）基于測(cè)量的方法，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量互連結(jié)構(gòu)的散射參數(shù)；（4）建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析，通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到不同拱高、跨距、根數(shù)等和頻率的電路散射參數(shù)。

但是，目前的建模和參數(shù)提取方法都沒(méi)有考慮金絲的鍵合點(diǎn)位置對(duì)金絲互連電路的影響，對(duì)工藝控制的指導(dǎo)意義不是很大，不便于定量的分析工藝誤差的影響。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種金絲互連結(jié)構(gòu)的建模和參數(shù)提取方法，可以對(duì)鍵合金絲互連電路進(jìn)行建模和參數(shù)提取，得到其在電路中的傳輸特性，特別適用于定量地考察金絲鍵合點(diǎn)位置對(duì)金絲互連電路傳輸特性的影響。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種金絲互連結(jié)構(gòu)的建模和參數(shù)提取方法，包括金絲模型、微帶線缺口電路模型、兩個(gè)短傳輸線模型，所述金絲模型上設(shè)置有金絲鍵合點(diǎn)，所述微帶線缺口電路模型上設(shè)置有微帶線缺口，所述短傳輸線模型作為金絲鍵合點(diǎn)和微帶線缺口之間的傳輸線；所述兩個(gè)短傳輸線模型分別記為左短傳輸線模型和右短傳輸線模型，左短傳輸線模型、微帶線缺口電路模型和右短傳輸線模型順序串聯(lián)后，與金絲模型并聯(lián)連接；所述短傳輸線模型的參數(shù)為金絲鍵合點(diǎn)到微帶線缺口的距離c的函數(shù)。

優(yōu)選的，所述金絲模型中金絲的數(shù)量為單根、兩根或三根以上，所述金絲的等效電路為相串聯(lián)的電阻R和電感L結(jié)構(gòu)；若金絲模型中包括兩根或三根以上金絲，則所有金絲并聯(lián)且每任意兩根金絲之間存在互感M。更為優(yōu)選的，所述電阻R和電感L根據(jù)金絲的阻抗和自感的物理性質(zhì)提取參數(shù)，具體可以為金絲材料的電阻率ρ、金絲的趨膚深度δ、金絲的直徑d以及金絲的長(zhǎng)度l的函數(shù)；所述互感M根據(jù)互感的物理性質(zhì)提取參數(shù)，具體可以為金絲的直徑d、金絲的長(zhǎng)度l以及每?jī)筛鸾z之間的距離a的函數(shù)。

優(yōu)選的，所述微帶線缺口電路模型的等效電路包括電容C₀、電容C₁和電容C₂，所述電容C₁和電容C₂相并聯(lián)、一端分別接在電容C₀的兩側(cè)、另一端接公共基線，所述電容C₀的兩端（作為微帶線缺口）分別連接兩個(gè)短傳輸線模型。即相當(dāng)于在一段微帶傳輸線正中間切除一塊小缺口使左右兩段微帶線之間開(kāi)路。更為優(yōu)選的，所述電容C₀、電容C₁和電容C₂根據(jù)奇偶模分析法提取參數(shù)，具體可以為微帶線寬度w、介質(zhì)基板厚度b及微帶線缺口的寬度g。

優(yōu)選的，所述短傳輸線模型的等效電路包括電感L_c、電容C₃和電容C₄，所述電容C₃和電容C₄相聯(lián)、一端分別接在電感L_c的兩側(cè)、另一端接公共基線，所述電感L_c的兩端分別連接金絲模型和微帶線缺口電路模型。更為優(yōu)選的，所述電感L_c、電容C₃和電容C₄根據(jù)均勻傳輸線理論提取參數(shù)，具體可以為微帶線的特性阻抗Z₀、導(dǎo)波波長(zhǎng)λ_g、工作頻率f以及均勻傳輸線的長(zhǎng)度c的函數(shù)。我們稱這種模型為a模型。