Optimierung des Metallanteils von ringförmigen Durch-Silizium-Verbindungen unter Berücksichtigung von Temperatur und Sicherheitszone

Für ringförmige Durch-Silizium-Verbindungen (TSV)-basierte 3-D integrierte Schaltungen (3-D ICs) führt ein höherer Metallanteil von ringförmigen TSV zu niedrigeren Temperaturen, verursacht jedoch eine größere Sicherheitszone (KOZ). In diesem Papier wird das Trade-off-Modell der Güte (FOM) zwischen Temperatur und KOZ vorgeschlagen, um den optimalen Metallanteil von ringförmigen TSV zu erhalten. Zunächst werden die analytischen Modelle der Temperatur von ringförmigen TSV-basierten 3-D ICs und der durch ringförmige TSV induzierten KOZ jeweils gegeben und beide werden durch ANSYS-Software verifiziert. Zweitens wird auf der Grundlage der analytischen Modelle das FOM-Modell vorgeschlagen. Danach werden die Auswirkungen des Gesamtradius, des Materials und der Einfügedichte von ringförmigen TSV auf FOM und den optimalen Metallanteil detailliert analysiert. Es wird festgestellt, dass der optimale Metallanteil von ringförmigen TSV ungefähr 0,3 beträgt, wobei große Bereiche des Gesamtradius und der Dichte von ringförmigen TSV sowie verschiedene Materialien, die in ringförmigen TSV gefüllt sind, berücksichtigt werden.