三维量子芯片硅通孔热应力对阻止区的影响

基于材料的温度相关特性,研究了0.02~300 K极限温度范围内三维超导量子芯片中热导硅通孔(TTSV)热应力对有源层阻止区(KOZ)的影响。利用有限元模拟方法,基于单个TTSV的KOZ特性,发现阵列TTSV间的相对角度(θ_(R))和间距(L)的变化会改变热应力相互作用的方式和程度。增大θ_(R)可减小Si衬底的电子迁移率变化以及KOZ的连通度和面积。θ_(R)为0°时,TTSV排布整齐,MOSFET易于布置,增大L可减小电子迁移率变化以及KOZ的连通度和面积;θ_(R)为45°时,可用于布置MOSFET的区域较零散,但减小L可减小电子迁移率变化和KOZ面积,且L对特征点处电子迁移率和KOZ连通度影响很小。研究结果可为三维超导量子芯片中TTSV和读出/控制电路的优化布置提供指导。

PI-TSV等效热导率提取与验证

与传统的T/R组件相比,采用转接板技术实现的2.5D集成硅基T/R组件体积更小,集成度更高,散热性能更好.硅通孔(through-silicon-via, TSV)是其中的关键结构.本文针对2.5D集成的复杂T/R组件难以直接建模进行有限元热学仿真的问题,通过提取TSV等效热导率的方法简化仿真.对聚酰亚胺(Polyimide, PI)作为绝缘介质层的硅通孔(PI-TSV)进行了相应的有限元数值模拟,并改变结构参数,研究了不同结构因素对PI-TSV等效热导率的影响.给出了PI-TSV等效热导率关于中心导电铜柱直径、绝缘介质层厚度及TSV间距的经验公式.