一种改进的穿硅电容三维互连技术

针对硅通孔(through-silicon via,TSV)背面通孔外露工艺复杂度与成本较高、易遗留工艺隐患的问题,提出一种改进的穿硅电容(through-silicon capacitor,TSC)三维互连技术。首先,介绍TSC结构特点与工艺制作方法。其次,通过电磁仿真分析TSC互连电容耦合特性,结合传统收发电路与HSPICE仿真验证TSC互连在高频信号传输应用中的可行性。分析与仿真结果显示:TSC省去TSV背面通孔外露工艺可进一步降低成本及复杂工艺引入的可靠性隐患。采用孔半径2.5μm、孔高50μm单根TSC通道可实现15 Gbps高频信号传输,功耗约为0.045 mW/Gbps。研究表明,TSC互连是一种高可靠、低成本的三维互连结构,为实现高频三维集成电路(3D IC)提供一种可行的互连技术方案。