3D IC中多接地TSV的高效信号屏蔽模型与优化

本文是一篇发表在2017年《电磁兼容交易》(IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY)第59卷第2期的研究论文，标题为"3D IC中用于信号屏蔽的多接地TSV的建模和优化"。作者是陈炳强、杜瑞雪、刘晓贤和朱明智，后者是IEEE会员。 论文主要探讨了在三维集成电路(3D IC)设计中，多接地通孔硅通路(Through-Silicon Via, TSV)对信号屏蔽的有效利用。信号完整性是3D IC设计中的关键考虑因素，尤其是在信号传输过程中，多接地TSV可以作为有效的电磁干扰抑制手段。研究者提出了一种有效的环路阻抗提取方法，通过计算不同数量和布局下多接地TSV的等效电阻-电感-电容-导纳(Resistance-Inductance-Capacitance-Resistance-Gain, RLCG)参数，建立了相应的电路模型和二端网络模型。 论文的核心内容包括： 1. **模型建立**：基于计算得到的RLCG参数，构建了多接地TSV包围下的信号TSV的等效电路模型和两个端口网络模型，这有助于精确模拟信号传输和耦合效应。 2. **验证与校准**：模型的S参数（如输入和输出阻抗、相位差等）通过仿真和实验结果进行了验证，确保模型的准确性和实用性。 3. **优化讨论**：研究了不同类型的接地TSV布局，特别是提出了一个以六边形图案设计的多接地TSV方案。这种设计不仅显著减少了占用面积，而且不会对信号完整性造成负面影响，从而提高了3D IC的整体性能。 4. **关键词**：论文关注的关键术语包括耦合电容、噪声抑制、建模和三维集成技术，这些都是3D IC设计中至关重要的技术领域。 这篇论文对于理解3D IC信号处理中的电磁兼容性挑战，以及如何通过优化多接地TSV设计来提高信号质量具有重要意义，为3D IC的设计者和工程师提供了理论支持和技术指导。