| 3D堆叠芯片硅通孔的电-热-力耦合构形设计 |
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| 引用本文： | 关潇男,谢志辉,南刚,冯辉君,戈延林.3D堆叠芯片硅通孔的电-热-力耦合构形设计[J].半导体技术,2021,46(8):650-657. |
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| 作者姓名： | 关潇男 谢志辉 南刚 冯辉君 戈延林 |
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| 作者单位： | 海军工程大学动力工程学院,武汉 430033;武汉工程大学热科学与动力工程研究所,武汉 430205;武汉工程大学机电工程学院,武汉 430205 |
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| 摘 要： | 建立了3D堆叠芯片硅通孔(TSV)单元体模型,在单元体总体积和TSV体积占比给定时,考虑电-热-力耦合效应,以最高温度、(火积)耗散率、最大应力和最大形变为性能指标,对TSV横截面长宽比和单元体横截面长宽比进行双自由度构形设计优化.结果表明,存在最佳的TSV横截面长宽比使得单元体的最高温度、(火积)耗散率和最大应力取得极小值,但对应不同优化目标的最优构形各有不同,且TSV两端电压和芯片发热功率越大,其横截面长宽比对各性能指标的影响越大.铜、铝、钨3种材料中,钨填充TSV的热学和力学性能最优,但其电阻率较大.铜填充时,4个指标中最大应力最敏感,优先考虑最大应力最小化设计需求以确定TSV几何参数,可以较好兼顾其他性能指标.
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| 关 键 词： | 构形理论 (火积)理论 3D堆叠芯片 多物理场耦合 硅通孔(TSV) |
Constructal Design on Through-Silicon Via of 3D Stacked Chips Based on Electro-Thermo-Stress Coupling |
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| Guan Xiaonan,Xie Zhihui,Nan Gang,Feng Huijun,Ge Yanlin.Constructal Design on Through-Silicon Via of 3D Stacked Chips Based on Electro-Thermo-Stress Coupling[J].Semiconductor Technology,2021,46(8):650-657. |
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| Authors: | Guan Xiaonan Xie Zhihui Nan Gang Feng Huijun Ge Yanlin |
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