矽通孔與三維集成電路 硃樟明,楊銀堂 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

硃樟明，楊銀堂 著

圖書標籤:

• 矽通孔
• 三維集成電路
• 集成電路
• 封裝技術
• 微電子
• TSV
• 3D IC
• 半導體
• 電子工程
• 材料科學

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030471642

商品編碼：29332274220

包裝：平裝

齣版時間：2017-12-01

基本信息

書名：矽通孔與三維集成電路

定價：68.00元

作者：硃樟明,楊銀堂

齣版社：科學齣版社有限責任公司

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787030471642

字數：

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

本書係統討論瞭基於矽通孔的三維集成電路設計所涉及的一些關鍵科學問題，包括矽通孔寄生參數提取、矽通孔電磁模型、新型矽通孔結構、三維集成互連綫、三維集成電路熱管理、矽通孔微波/毫米波特性、碳納米矽通孔及集成互連綫等，對想深入瞭解矽通孔和三維集成電路的工程人員和科研人員具有很強的指導意義和實用性。本書所提齣的矽通孔結構、矽通孔解析模型、矽通孔電磁模型、三維集成電路熱管理、三維集成互連綫建模和設計等關鍵技術，已經在IEEETED、IEEEMWCL等國外期刊上發錶，可以直接供讀者參考。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《微觀世界的深層連接：從矽通孔到三維集成電路的革新》 在信息時代的洪流中，計算能力的需求如同永不枯竭的泉水，持續湧動並不斷挑戰著現有技術的邊界。傳統二維集成電路的尺寸已接近物理極限，摩爾定律的步伐逐漸放緩，我們亟需一種全新的範式來打破瓶頸，釋放更強大的計算潛能。正是在這樣的背景下，矽通孔（Through-Silicon Via, TSV）技術的興起，為構建三維集成電路（3D IC）鋪平瞭道路，開啓瞭微電子領域一次前所未有的革命。 矽通孔：跨越維度的橋梁 矽通孔，顧名思義，是指通過矽晶圓厚度方嚮鑽設的垂直電連接通道。它就像是連接不同樓層的電梯，允許在垂直方嚮上實現信號和電源的傳輸。在傳統的二維集成電路中，器件之間的連接主要依靠層層堆疊的金屬導綫，這不僅增加瞭信號延遲，也限製瞭集成密度。而矽通孔的齣現，徹底改變瞭這一局麵。 想象一下，將多層芯片像三明治一樣堆疊起來，並且通過這些垂直的“筷子”——矽通孔——將它們牢固地連接在一起。這樣的結構，能夠極大地縮短芯片內部信號傳輸的路徑，從而顯著降低信號延遲，提升數據傳輸速率。這對於高性能計算、人工智能、圖形處理以及移動通信等對速度要求極高的應用領域至關重要。 矽通孔的製造過程並非易事，它涉及一係列精密的微電子工藝。首先，需要在矽晶圓的特定位置精確地形成垂直的孔洞。這通常通過深矽刻蝕（Deep Reactive Ion Etching, DRIE）技術來完成，它能夠在矽材料中製造齣高縱橫比的垂直孔。刻蝕完成後，孔洞的內壁需要進行絕緣處理，以防止短路。之後，通過物理氣相沉積（PVD）等方法，在孔壁上沉積一層金屬（通常是銅），填滿整個孔洞，形成導電通路。最後，通過化學機械拋光（CMP）等工藝，去除多餘的金屬，使錶麵平整，為後續的芯片堆疊做準備。 不同的矽通孔結構也各有韆鞦。最常見的有“通孔至通孔”（via-to-via）和“通孔至矽”（via-to-silicon）等類型，以及根據連接的芯片數量和位置，還可以分為單層通孔、多層通孔以及混閤型通孔。每種結構都有其特定的應用場景和設計考量。 三維集成電路：堆疊的智慧，無限的可能 矽通孔是實現三維集成電路的關鍵基石，而三維集成電路則是矽通孔技術所帶來的終極願景。它不再是簡單地將芯片“堆疊”起來，而是將多個功能不同的芯片，如同模塊化積木一般，垂直地集成在一起，形成一個統一的、高性能的封裝單元。 三維集成電路的優勢顯而易見。首先，密度爆炸性提升。在相同的芯片麵積下，三維集成可以容納更多的功能單元，實現極高的集成度。這對於體積受限的移動設備、可穿戴設備以及物聯網傳感器等尤為重要。 其次，性能飛躍。如前所述，矽通孔極大地縮短瞭信號傳輸路徑，降低瞭功耗和延遲，顯著提升瞭數據處理速度和效率。在處理海量數據和復雜算法時，三維集成電路的優勢尤為突齣。 第三，功耗降低。更短的互連綫意味著更小的電阻和電容，從而減少瞭信號傳輸過程中的能量損耗。這對於延長電池續航時間、降低散熱需求至關重要。 第四，封裝成本優化。通過將多個功能芯片集成到一個三維封裝中，可以減少獨立的芯片封裝以及它們之間的連接，從而在一定程度上降低整體的製造成本和封裝成本。 三維集成電路的設計和製造也比傳統二維集成電路更為復雜。它需要考慮如何將不同工藝、不同設計的芯片進行有效的集成，如何優化垂直連接的布局，以及如何確保堆疊後的整體結構的可靠性和散熱性能。目前，主流的三維集成技術包括“芯片堆疊”（chip-stacking）和“晶圓堆疊”（wafer-stacking）等。 “芯片堆疊”是指將已經製造好的、獨立的芯片進行堆疊和互連。這種方法更加靈活，可以方便地集成不同工藝節點的芯片。而“晶圓堆疊”則是在製造過程中就將多層晶圓進行堆疊和互連，這種方法可以實現更高的集成度和更短的互連綫。 未來的展望：超越極限的計算 矽通孔和三維集成電路的結閤，不僅是現有技術的延續和改進，更是引領著整個微電子行業嚮著一個全新的維度發展。它們正在深刻地改變著我們對芯片設計、製造和應用的認知。 在高性能計算領域，三維集成電路將為數據中心、超級計算機提供前所未有的計算能力，加速科學研究和大數據分析的進程。在人工智能領域，它們將為更強大的AI芯片提供硬件基礎，推動機器學習和深度學習模型的訓練和推理效率的提升。在通信領域，它們將支撐下一代高速通信網絡的發展，滿足日益增長的數據傳輸需求。 此外，三維集成電路在醫療健康（如植入式醫療設備）、汽車電子（如自動駕駛係統）以及航空航天等領域也展現齣巨大的應用潛力。它們能夠實現更小巧、更強大、更節能的電子係統，為這些領域帶來突破性的創新。 然而，要完全實現三維集成電路的潛力，仍麵臨諸多挑戰。材料的兼容性、熱管理、測試和封裝的復雜性、以及良率的控製，都是需要持續攻剋的難題。但隨著研究的深入和技術的進步，我們有理由相信，矽通孔和三維集成電路將繼續扮演著推動信息技術發展的關鍵角色，為我們描繪齣更加光明、更加高效的未來。它們不僅僅是微觀世界的深層連接，更是人類智慧嚮著更高維度探索的生動體現。

評分☆☆☆☆☆

在如今信息爆炸的時代，尋找一本真正能夠解答疑惑、啓發思路的專業書籍實屬不易。最近，我被《矽通孔與三維集成電路》這本書吸引，這正是因為我對半導體集成技術的未來發展充滿瞭好奇，尤其是對如何突破現有技術瓶頸，實現更小尺寸、更高性能的芯片解決方案。三維集成電路（3D IC）和矽通孔（TSV）技術，無疑是當前和未來半導體領域最熱門的兩個方嚮。 我之所以對這本書充滿期待，是因為我希望它能為我揭示TSV技術背後的核心原理和復雜的工程實現。例如，在TSV的製造過程中，如何精確地控製刻蝕深度和孔徑，如何有效填充金屬並避免産生空洞和缺陷，以及如何保證TSV與周圍器件的絕緣性能？這些都是我在學習過程中感到睏惑的細節，我期望這本書能夠提供清晰的解答和深入的分析。 此外，我對3D IC的設計理念和集成方法也充滿瞭興趣。如何將多個芯片在垂直方嚮上進行堆疊，如何實現它們之間的信號傳輸和電源分配，以及如何應對由此帶來的散熱和可靠性挑戰？我相信，TSV技術在其中扮演著至關重要的角色，我希望這本書能夠詳細闡述TSV如何賦能不同類型的3D IC架構，並分析其在實際應用中的優勢和局限性。 這本書的內容深度和廣度，以及作者在半導體領域的專業背景，都讓我對其充滿信心。我期待它能夠提供詳實的理論知識，結閤豐富的工程實踐經驗，為我打開一扇通往先進半導體技術大門。

評分☆☆☆☆☆

我最近正在深入研究下一代計算硬件的發展趨勢，而三維集成電路（3D IC）和矽通孔（TSV）技術無疑是其中最引人注目的焦點之一。傳統二維集成電路在性能提升和功耗控製方麵已經麵臨著嚴峻的挑戰，而3D IC通過垂直堆疊的方式，有望實現前所未有的集成密度和性能飛躍。TSV技術，作為實現芯片間高效垂直互連的關鍵，其重要性不言而喻。 我期望在這本書中能看到對TSV製造工藝的全麵梳理。從前期的光刻、刻蝕，到絕緣層形成，再到金屬填充，每一步都充滿瞭技術難點。我希望書中能詳細介紹各種主流的TSV製造方法，比如乾法刻蝕（DRIE）的原理、工藝優化方嚮，以及如何控製TSV的形貌和一緻性。同時，我也非常關注TSV的金屬化過程，包括如何實現低電阻、高可靠性的金屬填充，以及如何避免空洞、裂紋等缺陷的産生。 此外，我更關心TSV技術在3D IC集成中的應用。如何設計閤理的TSV布局，以最小化信號延遲和功耗？如何在多層芯片堆疊過程中實現精準的對準和可靠的鍵閤？以及，如何處理TSV可能帶來的寄生效應、熱管理問題和可靠性挑戰？這些都是我在實際工作中可能遇到的問題，我希望這本書能提供詳實的分析和可行的解決方案。 總而言之，我期待這本書能為我提供一個係統、深入的知識體係，幫助我理解和掌握矽通孔與三維集成電路這一前沿技術，並為我的研究提供堅實的理論基礎和工程指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的問世，對於我這樣長期關注半導體前沿技術進展的研究者來說，無疑是一次及時雨。近年來，隨著移動設備、高性能計算以及人工智能等領域的蓬勃發展，對集成電路的性能、體積和功耗提齣瞭越來越高的要求。傳統的平麵集成技術似乎已經進入瞭發展的瓶頸期，而三維集成電路（3D IC）以其獨特的優勢，被認為是未來半導體技術發展的重要方嚮。而矽通孔（TSV）技術，正是實現3D IC的關鍵使能技術之一。 我特彆希望能在這本書中找到對TSV製造工藝的係統性梳理和深入分析。例如，書中是否會詳細介紹各種TSV刻蝕方法（如深矽刻蝕DRIE）的原理、工藝參數對TSV形貌的影響，以及如何優化工藝以獲得高深寬比、高精度和低損傷的TSV？此外，TSV的金屬化過程，包括絕緣層的沉積、金屬的填充（如銅）以及後續的平坦化工藝，都存在諸多挑戰，我期望書中能夠提供詳實的解決方案和最新的研究進展。 更重要的是，我希望這本書能夠清晰地闡述TSV技術如何賦能3D IC的構建。這包括不同3D IC架構（如2.5D、3D堆疊）的設計理念，以及TSV在其中扮演的角色。如何通過TSV實現多芯片的垂直互連，以及如何處理由此帶來的熱管理、功耗分布和信號完整性等問題，都是我非常感興趣的。如果書中能夠包含相關的仿真分析和實際案例，那就再好不過瞭。 總而言之，我期待這本書能夠為我提供一個全麵、深入且具有前瞻性的視角，幫助我理解和掌握矽通孔與三維集成電路這一關鍵技術。

評分☆☆☆☆☆

我最近正在進行一項關於下一代計算架構的研究，其中一個繞不開的核心技術就是三維集成電路（3D IC）和與之緊密相關的矽通孔（TSV）。在現有的技術框架下，芯片的集成度已經越來越高，但物理空間的限製使得性能的提升變得愈發睏難。3D IC的齣現，打破瞭這種平麵化的束縛，通過垂直堆疊的方式，極大地提升瞭芯片的集成密度和互連效率。而TSV，作為實現這種垂直互連的關鍵技術，其重要性不言而喻。 我非常好奇書中對TSV的製造流程會做怎樣的詳盡介紹。畢竟，TSV的製作涉及到多道復雜的工藝步驟，從光刻、刻蝕、絕緣層沉積到金屬填充，每一步的精度和質量都直接影響到最終的器件性能和可靠性。我期待書中能詳細闡述各種先進的TSV製造技術，例如如何實現高深寬比、低缺陷的TSV刻蝕，以及如何有效地填充TSV以保證良好的導電性和可靠的互連。 同時，我也關注TSV在3D IC中的應用和集成問題。如何將TSV與不同功能模塊的芯片進行有效連接，如何在堆疊過程中保證各層芯片的精確對準和可靠鍵閤，以及如何解決TSV帶來的寄生效應、功耗和散熱問題，這些都是我非常感興趣的內容。如果書中能夠提供一些實際的3D IC設計案例，並分析其中TSV所起的作用和麵臨的挑戰，那將極大地幫助我理解這一技術的工程實踐。 這本書的齣版，正是我近期研究工作中急需的知識支持。我相信，通過閱讀它，我能夠獲得對矽通孔和三維集成電路更係統、更深入的理解，從而為我的研究提供堅實的基礎和新的思路。

評分☆☆☆☆☆

這是一本厚重的著作，從書名《矽通孔與三維集成電路》就能感受到其內容的深度和廣度。我最近在研究下一代半導體封裝技術，特彆關注如何突破傳統平麵封裝的瓶頸，實現更小的體積、更高的集成度和更強的性能。三維集成電路（3D IC）和矽通孔（TSV）技術無疑是實現這一目標的關鍵。在翻閱這本書之前，我對於TSV的製造工藝、可靠性挑戰以及3D IC的堆疊設計、互連方式等方麵，雖然有一些初步的瞭解，但總感覺隔著一層紗，不夠係統和深入。我期望這本書能夠像一個經驗豐富的導師，為我揭示這些前沿技術的奧秘。 我尤其對其中關於TSV製造的先進技術和挑戰感到好奇。比如，如何實現高深寬比的TSV刻蝕，保證刻蝕的均勻性和選擇性？金屬填充的工藝流程是怎樣的，如何避免空洞和缺陷？TSV的絕緣和互連材料的選擇對器件性能和可靠性又有什麼影響？這些都是我在實際工作中可能遇到的難題。同時，3D IC的堆疊和鍵閤技術也是我非常感興趣的部分。如何實現精確的對準和鍵閤，保證各層芯片之間信號的完整性和高密度互連？不同類型TSV（如穿透矽TSV、埋入式TSV）的應用場景和優缺點是什麼？這些問題的解答，對於我理解和應用3D IC技術至關重要。 這本書的作者，硃樟明和楊銀堂，在半導體領域擁有豐富的經驗和深厚的造詣，他們的名字本身就給我帶來瞭極大的信心。一本如此專業且技術性極強的著作，通常需要作者具備紮實的理論基礎、豐富的實踐經驗以及清晰的邏輯思維。我期待書中能夠提供詳實的理論推導，結閤大量的實際案例分析，甚至包括一些最新的研究成果和未來發展趨勢的預測。如果書中能夠對TSV的可靠性評估、熱管理、信號完整性分析等方麵給齣深入的探討，那將是非常寶貴的財富。 我最近在深度探索的領域，正是這個名為《矽通孔與三維集成電路》的書所聚焦的核心。在追求更極緻的計算能力和更緊湊的設備形態的當下，傳統的二維集成電路似乎已經觸及瞭物理極限，而突破的關鍵點，毫無疑問就落在瞭實現芯片的三維堆疊和高效的垂直互連上。這正是我對本書抱有極大期望的原因。我迫切地希望能夠從這本書中獲得關於矽通孔（TSV）技術在實現這一宏偉目標中的核心作用的深刻認知。 在我看來，TSV不僅僅是簡單的“孔”，它代錶著一種全新的互連範式，能夠極大地縮短芯片間的信號傳輸路徑，從而提升整體性能並降低功耗。因此，我特彆關注書中對於TSV的製造工藝、材料選擇、可靠性以及與3D IC係統集成相關的深入闡述。比如，書中是否詳細介紹瞭不同TSV製造技術（如乾法刻蝕、濕法刻蝕）的優劣勢，以及如何通過先進的金屬化技術來填充TSV，從而保證低電阻和高可靠性？另外，在3D IC的設計和製造過程中，如何有效地進行TSV的布局和布綫，以避免串擾和信號完整性問題？這些細節的解答，對於我理解這一技術的工程實現至關重要。