三维堆叠封装芯片中的电感耦合互联干扰及应对机制研究

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1、分类号学号M201172126学校代码10487密级d硕士学位论文三维堆叠封装芯片中的电感耦合互联干扰及应对机制研究学位申请人：张力学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：邹雪城教授答辩日期：2014.1.17万方数据InductivelyCoupledInterconnectCrosstalkandCountermeasurein3DstackedChipsCandidate:ZhangLiMicroelectronics&Major:SolidElectronicsSupervisor:Prof.ZouXuechengHuazhon

2、gUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保

3、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要三维芯片堆叠封装是一种能大幅提升片上系统(SoC)集成度的封装技术，是芯片设计技术和系统集成技术的重要发展方向。芯片间的互联技术是三维堆叠封装中的关键技术，其性能将直接影响

4、整个堆叠系统的性能。电感耦合互联技术具有低成本、高可靠性、高速度等特点，同时也具有很好的设计灵活性,而要提高电感耦合互联的性能，首先需要解决电感耦合的干扰问题。本文首先介绍了电感耦合无线互联的通信原理，包括芯片堆叠的三维结构和收发电路。选取了合适的片上电感物理模型，改进了Greenhouse法，使之适用于片上多层电感，对电感的自感和互感进行了计算，从而得到了电感耦合系数。然后从电感的耦合系数出发，对通道间干扰机制进行深入研究，分析电感尺寸、工艺和设计参数与干扰之间的相互关系，建立准确的干扰分析模型，为干扰降低研究提供基础。通过该模型可以

5、计算得到一个使电感耦合系数最小化的距离，当电感通道按该间距排列时，相邻通道间的干扰可达最小。针对电感通道数量较多时，即使在该距离下干扰仍然严重的情况，本文提出了数字补偿的策略，计算分析结果表明，采用数字补偿后，干扰信号比(ISR)由大于-12dB降低到-18dB以下，且当通道数增多时变化不大，有效的保证了信号传输质量。关键词：三维堆叠封装电感耦合无线互联干扰数字补偿I万方数据华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTThree-dimensionalstackedchipcanimprovethesystemonchip(SoC)inte

6、grationlevelsignificantly,isanimportantdevelopmentdirectionofchipdesigntechnologyandsystemintegrationtechnology.Inter-chipinterconnectionisthekeytechnologyofthree-dimensionalstackedchip,itsperformancewilldirectlyaffecttheperformanceoftheentirestackedsystem.Inductivelycou

7、pledwirelessinterconnecttechnologyhaslowcost,highreliability,highspeedandothercharacteristics,butalsohasgooddesignflexibility.Theinterferencebetweentheinductorsisneededtosolvefirstlytofurtherimprovetheperformanceofinductivelycoupledinterconnect.Thispaperintroducestheprin

8、cipleofinductivelycoupledwirelessinterconnectcommunications,includingchipstackedstructureandtransceiver