[发明专利]微系统三维互连结构传输高频信号的总剂量效应建模方法

权利要求书

1.微系统三维互连结构传输高频信号的总剂量效应建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据微系统三维互联结构的实际结构，将样品中每一部分按照位置分类，每一类均通过参数提取公式并结合有限元参数提取软件得到互连结构对应电阻、电感和电容值，并且根据结构搭建等效电路；

步骤2：根据微系统三维互联结构选择探针头后，使用矢量网络分析仪精准测量微系统三维互联结构的辐照前散射参数；

步骤3：对等效电路进行仿真，对比等效电路仿真的散射参数与矢量网络分析仪测得的散射参数，不断调整等效电路参数，使得等效电路的仿真结果与矢量网络分析仪测得的散射参数差值小于预设阈值A；

步骤4：将微系统三维互联结构置于辐照环境，待辐照完成后，再通过矢量网络分析仪测量得到辐照后微系统三维互联结构的散射参数；

步骤5：针对微系统三维互联结构中对辐照效应敏感的部分，改变该部分对应等效电路中的参数值，使得新的等效电路的仿真结果与微系统三维互联结构辐照后测得的散射参数差值小于预设阈值B；

步骤6：调整辐照环境的辐照强度至不同剂量点，然后重复步骤4和步骤5；

步骤7：对比前后等效电路，得到不同辐照剂量点下的电路参数值，构建剂量与电路参数值之间的函数表达式，通过所述函数表达式来预测更高剂量点下的电路参数值，并且仿真得到更高剂量点下的散射参数。

2.根据权利要求1所述的微系统三维互连结构传输高频信号的总剂量效应建模方法，其特征在于，将样品中每一部分按照位置分类，得到RDL部分、TSV部分及Bump部分，每一部分均通过参数提取公式并结合有限元参数提取软件得到对应电阻、电感和电容值，其中RDL部分：

RDL直流电阻：

RDL交流电阻：

RDL的趋肤深度：

RDL总电阻：

RDL电感：

RDL之间电容：

RDL下方绝缘层电容：

RDL在硅中等效电容：

RDL在硅中等效电导：

其中，ρ_RDL为RDL层所用材料的电阻率，l_RDL为RDL层的长度，w_RDL为RDL层的宽度，t_RDL为RDL层的厚度，f为频率，μ_RDL为RDL层所用材料的磁导率，σ_RDL为RDL层所用材料的电导率，μ₀为相对磁导率，S_RDL为RDL的面积，ε₀为相对介电常数，ε_RDLox1为RDL之间绝缘层介电常数，S为绝缘层面积，ε_RDLox2为RDL下方绝缘层介电常数，t_RDLox为绝缘层高度，ε_eff为有效介电常数，h_eff为有效高度，ρ_Cu为铜的电阻率，σ_eff为有效电导率；

Bump部分：

Bump交流电阻：

Bump直流电阻：

Bump电阻：

Bump电感：

Bump电容：

Bump与未填充层电容：

其中，ρ_Bump为Bump所用材料的电阻率，h_Bump为Bump的高度，d_Bump为Bump的直径，δ_{skindepth,Bump}为Bump的趋肤深度，μ₀为真空磁导率，μ_Bump为Bump所用材料的磁导率，p_TSV为TSV之间的间距，ε₀为相对介电常数，ε_Bumpox为Bump外层绝缘材料的介电常数，r_Bump为Bump的半径，r_TSV为TSV的半径，t_ox为氧化层厚度，h_Bumpox为Bump外氧化层高度，ε_Underfill为未填充层介电常数；

TSV部分：

TSV直流电阻：

TSV交流电阻：

趋肤深度：

TSV电阻：

TSV电感：

TSV氧化层电容：

TSV在硅中等效电容：

TSV在硅中等效电导：

其中，ρ_TSV为TSV所用材料的电阻率，h_TsV为TSV的高度，r_TSV为TSV的半径，δ_{skindepth，TSV}为趋肤深度，f为频率，μ_TSV为TSV所用材料的磁导率，σ_TSV为TSV所用材料的电导率，μ₀为相对磁导率，ε₀为相对介电常数，ε_TSVox为TSV外氧化层材料的介电常数，t_ox为氧化层厚度，ε_r，Si为硅的介电常数，p_TSV为TSV的间距，d_TSV为TSV的直径，σ_Si为硅的电导率。