[发明专利]一种内部浮硅的同轴硅通孔等效电路模型及参数提取方法

摘要

本发明公开一种内部浮硅的同轴硅通孔等效电路模型及参数提取方法。本发明包括沿着硅通孔传输方向的阻抗单元以及在内部导体和外部环形屏蔽层之间的导纳单元。阻抗单元包括电阻R_TSV1、电阻R_TSV2、电感L_TSV1、电感L_TSV2，以及互感M_TSV，导纳单元主要包括电容C_ox1、电容C_ox2、电容C_dep1、电容C_dep2、电容C_Si、电导G_Si。阻抗单元中电阻与电感串联起，而导纳单元中耦合电容与电导并联起，导纳单元将内部导体的阻抗单元和外部屏蔽层的阻抗单元连接起来，组成H型结构的等效电路模型，基于该模型即可得到同轴硅通孔的信号传输特性。

主权项

1.一种内部浮硅的同轴硅通孔等效电路模型的模型参数提取方法，其中同轴硅通孔包括两个导体：用于传输信号的内部导体和用于接地的外部环形屏蔽层；内部导体和外部环形屏蔽层贯穿基底，在内部导体外周以及外部屏蔽层内、外侧均设有氧化层，且在内部导体外周与外部屏蔽层内侧氧化层间设有内部硅基底；其特征在于该方法包括以下步骤：S1、输入同轴硅通孔的制造工艺信息；S2、依照同轴硅通孔内部硅基底的接地情况，判断是否为浮硅基底；S3、若内部硅基底完全接地，通过解泊松方程求得内部导体的耗尽层电容参数与外部屏蔽层内侧的耗尽层电容参数，取最小值，进而提取寄生电容参数；若内部为浮硅基底，通过解泊松方程求得内部导体的耗尽层电容参数与外部屏蔽层内侧的耗尽层电容参数，进而提取寄生电容参数；S4、利用解析公式计算得到阻抗单元参数和导纳单元参数；S5、将步骤S3和S4计算后的参数代入到等效电路模型中进行仿真，从而得到同轴硅通孔的时域和频域响应，进而分析其信号传输特性，并可进一步进行优化设计；上述等效电路模型包括两种拓扑结构：沿着硅通孔传输方向的阻抗单元以及在内部导体和外部环形屏蔽层之间的导纳单元；所述的阻抗单元主要包括构造硅通孔传输路径上阻抗的内部导体电阻R_TSV1、外部环形屏蔽层电阻R_TSV2、内部导体电感L_TSV1、外部环形屏蔽层电感L_TSV2，以及内部导体与外部屏蔽层之间的互感M_TSV；所述的导纳单元主要包括内部导体氧化层电容C_ox1、外部环形屏蔽层内侧氧化层电容C_ox2、内部导体耗尽层电容C_dep1、外部环形屏蔽层内侧耗尽层电容C_dep2，以及内部导体与外部环形屏蔽层内侧之间的耦合电容C_Si与电导G_Si；阻抗单元中电阻与电感串联在一起，而导纳单元中耦合电容与电导并联在一起，导纳单元将内部导体的阻抗单元和外部屏蔽层的阻抗单元连接起来，组成了H型结构的等效电路模型。