[發明專利]一種快速預測耦合玻璃通孔互連傳輸特性的數值方法

有效

• 申請號: 201611120113.0
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106844830B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 錢利波;夏銀水;葉益迭;施閣
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 謝瀟

1.一種快速預測耦合玻璃通孔互連傳輸特性的數值方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)記錄工藝節點：讀取三維集成電路設計前期的頂層規劃文件，記錄文件的工藝節點信息；

(2)存儲錐形的玻璃通孔設計參數：根據工藝節點信息，讀取ITRS數據表格中對應工藝節點的玻璃通孔尺寸參數與材料參數，作為玻璃通孔設計參數進行存儲；

(3)求解玻璃通孔電學參數：將玻璃通孔設計參數代入通孔參數解析公式，利用MATLAB軟件的數值計算功能，計算得到施擾TGV等效互連電阻R₁、受擾TGV等效互連電阻R₂、施擾TGV等效互連電感L₁、受擾TGV等效互連電感L₂以及施擾信號TGV與受擾信號TGV間的耦合電感L_m的數值；

(4)求解玻璃通孔間的襯底耦合電容與耦合電導：通過電容矩陣、電感矩陣及電導矩陣間的關系，求解得到施擾信號TGV與接地TGV間的襯底耦合電容C₁與耦合電導G₁、受擾信號TGV與接地TGV間的襯底耦合電容C₂與耦合電導G₂以及施擾信號TGV與受擾信號TGV間的襯底耦合電容C_m與耦合電導G_m的數值；

(5)建立耦合TGV的等效電阻-電感-電容-電導的電學模型，即耦合TGV的RLCG電學模型，該RLCG電學模型中，V_vin1、R₁、L₁和V_out1串聯，V_vin2、R₂、L₂和V_out2串聯，C₁和G₁并聯，C₂和G₂并聯，C_m和G_m并聯；C₁和G₁的一端與L₁相連，C₁和G₁的另一端接地；C₂和G₂的一端與L₂相連，C₂和G₂的另一端接地；C_m和G_m的一端與L₁相連，C_m和G_m的另一端與L₂相連；其中，V_vin1為施擾信號TGV的輸入電壓，V_vin2為受擾信號TGV的輸入電壓，V_out1為施擾信號TGV的輸出電壓，V_out2為受擾信號TGV的輸出電壓；

(6)采用解耦計算，將耦合模式下的受擾信號TGV等效為單導體互連線模型，該單導體互連線模型中，V_vin2、R_tr、L_tr和V_out2串聯，C_tr與G_tr并聯，C_tr和G_tr的一端與L_tr連接，C_tr和G_tr的另一端接地；其中，R_tr為受擾信號TGV在耦合效應下的等效電阻，L_tr為受擾信號TGV在耦合效應下的等效電感，C_tr為受擾信號TGV在耦合效應下的等效電容，G_tr為受擾信號TGV在耦合效應下的等效電導，V_vin2為受擾信號TGV的輸入電壓，V_out2為受擾信號TGV的輸出電壓；根據該單導體互連線模型，求解得到互連線的R_tr、L_tr、C_tr和G_tr參數的解析式：

R_tr＝R₂

L_tr＝L₂+(1+λ)L_m

C_tr＝C₂+(1-λ)C_m

G_tr＝G₂+(1-λ)G_m

其中，λ是信號開關因子，共模信號模式下，λ＝1；差模信號模式下，λ＝-1；

(7)計算得到受擾信號TGV在耦合效應下的ABCD參數矩陣表達式：

其中，θ與Z₀分別是耦合受擾TGV互連線的傳輸常數與特征阻抗，l_tgv是玻璃通孔的高度；

(8)通過T參數-S參數變換關系，推導得到耦合受擾TGV互連線的S參數矩陣的解析方程：

其中Z是耦合TGV的端接阻抗；

(9)利用MATLAB軟件的頻域分析功能，分析得到耦合TGV的傳輸特性。