[发明专利]针对屏蔽差分硅通孔的RL无源均衡器结构及其设计方法

权利要求书

1.针对屏蔽差分硅通孔的RL无源均衡器结构的器件参数设计方法，其中所述针对屏蔽差分硅通孔的RL无源均衡器结构，由多个单元构成，所述单元由硅衬底到金属层方向依次包括位于硅衬底中的屏蔽差分硅通孔，位于最底层屏蔽差分硅通孔内部的输入端口，位于最底部金属层的输出端口，连接均衡器的片上过孔和位于最外层金属层的螺旋电感；

所述屏蔽差分硅通孔由内向外依次包括内部差分硅通孔对和屏蔽外壳；所述内部差分硅通孔对由两个结构相同的柱状硅通孔组成，用于三维集成电路中层间差分信号的传输，其中柱状硅通孔由金属内芯和外圈氧化层组成，金属内芯用于传输电流，外圈氧化层用于隔绝直流泄漏；所述屏蔽外壳由环形金属内芯和内外两层氧化层组成，用于充当电流返回路径的同时隔绝外界干扰，其中环形金属内芯接地用于充当电流返回路径，内外圈氧化层用于隔绝直流泄漏；

所述输入端口位于最底层屏蔽差分硅通孔的内部差分硅通孔；

所述输出端口与屏蔽差分硅通孔的内部差分硅通孔相连；

差分信号由最底层屏蔽差分硅通孔的内部差分硅通孔流入，经片上过孔和螺旋电感外侧端口流入螺旋电感，实现均衡作用后，再由螺旋电感内侧端口流入屏蔽差分硅通孔的屏蔽外壳中 ；同时，差分信号经片上过孔由输出端口输出；

其特征在于包括以下步骤：

步骤一，输入屏蔽差分硅通孔的制造工艺信息：

所述屏蔽差分硅通孔的制造工艺信息包括第一氧化层厚度，第二氧化层厚度，硅通孔高度，金属内芯、环形金属内芯的半径以及氧化层、金属内芯、环形金属内芯、硅衬底的电学参数；

步骤二，利用步骤（1）的制造工艺信息计算差分屏蔽硅通孔的电学参数

所述的差分屏蔽硅通孔电学参数包括电阻R、电感L、互感L_m、氧化层电容C_ox、衬底电容C_si、衬底电导G_si；

步骤三，利用步骤（2）获得的差分屏蔽硅通孔的电学参数推导等效电路图，由于差分屏蔽硅通孔被用于传输差分信号，遂由初始等效电路图再次推导差分信号传输时的奇模等效电路；

步骤四，保证屏蔽差分硅通孔传输损耗在可接受误差的条件下，将步骤（3）得出的奇模等效电路化简，以方便后续推导；

步骤五，在步骤（4）的最简化奇模等效电路中，求得差分传输系统的频率响应，并计算均衡器参数；

由于常规系统频率响应均为复频率的函数，但是为达到均衡目的，需要设计合适均衡器电阻R_eq和电容C_eq，使得系统频率响应与复频率无关，此时均衡器工作在最优状态；故而将系统频率响应计算公式中包含复频率的项消去，即可求得电阻R_eq和电容C_eq。