[发明专利]一种金丝互连结构的建模和参数提取方法有效

专利信息
申请号: 201310129275.0 申请日: 2013-04-15
公开(公告)号: CN103198194A 公开(公告)日: 2013-07-10
发明(设计)人: 殷晓星;王磊;赵洪新 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50;H01L21/768
代理公司: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人: 杨晓玲
地址: 211189 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 金丝 互连 结构 建模 参数 提取 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种金丝互连结构的建模和参数提取方法。

背景技术

在混合微波电路设计中,多芯片组件互连常常需要键合金丝来互连微波单片集成电路(MMIC)芯片和微波电路等结构,键合金丝模型一般由单根、两根或多根金丝构成,其键合方式分为球形键合和楔形键合等。金丝键合互连的拱高、跨距、键合点位置及金丝的根数对微波多芯片组件互连具有很大的影响。

键合金丝互连的模型提取是其成功应用的必要前提之一,只有准确获取了互连的模型参数,才能综合设计相应的匹配、补偿网络,从而实现电路的整体性能。通常获取模型参数有以下几种基本途径:(1)基于全波分析,如时域有限差分法(FDTD)、有限元法(FEM)等,对键合金丝互连的结构进行全波分析,计算得出互联结构的电路散射参数;(2)准静态分析,将互连金丝等效为多段传输线,分析其等效分布电路参数和电路散射矩阵;(3)基于测量的方法,应用网络分析仪测量互连结构的散射参数;(4)建立神经网络模型分析,通过训练神经网络,得到不同拱高、跨距、根数等和频率的电路散射参数。

但是,目前的建模和参数提取方法都没有考虑金丝的键合点位置对金丝互连电路的影响,对工艺控制的指导意义不是很大,不便于定量的分析工艺误差的影响。

发明内容

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种金丝互连结构的建模和参数提取方法,可以对键合金丝互连电路进行建模和参数提取,得到其在电路中的传输特性,特别适用于定量地考察金丝键合点位置对金丝互连电路传输特性的影响。

技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种金丝互连结构的建模和参数提取方法,包括金丝模型、微带线缺口电路模型、两个短传输线模型,所述金丝模型上设置有金丝键合点,所述微带线缺口电路模型上设置有微带线缺口,所述短传输线模型作为金丝键合点和微带线缺口之间的传输线;所述两个短传输线模型分别记为左短传输线模型和右短传输线模型,左短传输线模型、微带线缺口电路模型和右短传输线模型顺序串联后,与金丝模型并联连接;所述短传输线模型的参数为金丝键合点到微带线缺口的距离c的函数。

优选的,所述金丝模型中金丝的数量为单根、两根或三根以上,所述金丝的等效电路为相串联的电阻R和电感L结构;若金丝模型中包括两根或三根以上金丝,则所有金丝并联且每任意两根金丝之间存在互感M。更为优选的,所述电阻R和电感L根据金丝的阻抗和自感的物理性质提取参数,具体可以为金丝材料的电阻率ρ、金丝的趋肤深度δ、金丝的直径d以及金丝的长度l的函数;所述互感M根据互感的物理性质提取参数,具体可以为金丝的直径d、金丝的长度l以及每两根金丝之间的距离a的函数。

优选的,所述微带线缺口电路模型的等效电路包括电容C0、电容C1和电容C2,所述电容C1和电容C2相并联、一端分别接在电容C0的两侧、另一端接公共基线,所述电容C0的两端(作为微带线缺口)分别连接两个短传输线模型。即相当于在一段微带传输线正中间切除一块小缺口使左右两段微带线之间开路。更为优选的,所述电容C0、电容C1和电容C2根据奇偶模分析法提取参数,具体可以为微带线宽度w、介质基板厚度b及微带线缺口的宽度g。

优选的,所述短传输线模型的等效电路包括电感Lc、电容C3和电容C4,所述电容C3和电容C4相联、一端分别接在电感Lc的两侧、另一端接公共基线,所述电感Lc的两端分别连接金丝模型和微带线缺口电路模型。更为优选的,所述电感Lc、电容C3和电容C4根据均匀传输线理论提取参数,具体可以为微带线的特性阻抗Z0、导波波长λg、工作频率f以及均匀传输线的长度c的函数。我们称这种模型为a模型。

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