后摩尔时代集成电路新型互连技术

   本书主要介绍了现代集成电路中互连线的研究现状和难题，系统讨论了为应对这些难题而提出的一些新型互连技术。本文主要讨论的新型互连技术包括碳纳米互连和硅通孔技术两种，其中前者利用碳纳米材料优良的物理特性构造片上纳米互连线，以延续摩尔定律；后者则用于实现芯片的三维堆叠，从而突破摩尔定律，实现更高附加价值的系统。最后，本文将简要总结和展望，介绍一些其他新型互连技术，如光互连等。
本书可供从事集成电路设计的相关技术人员参考,也可供高等学校微电子专业研究生和高年级本科生阅读。

前言
第1章引言1
1.1概述1
1.2互连5
1.3本书架构8
参考文献9
第2章传统片上互连13
2.1多层互连与制造技术13
2.2互连模型及分析15
2.2.1性能指标15
2.2.2互连模型18
2.2.3优化设计27
2.3面临的挑战29
参考文献32
第3章碳纳米材料37
3.1碳纳米材料的物理特性37
3.2碳纳米材料的制备方法38
3.3一维碳纳米材料的电学特性40
3.3.1石墨烯的能带结构40
3.3.2纳米线的能带结构42
3.3.3纳米线的导电性45
参考文献52
第4章碳纳米互连特性分析55
4.1碳纳米管互连55
4.1.1单壁碳纳米管互连56
4.1.2多壁碳纳米管互连65
4.1.3混合碳纳米管互连78
4.1.4碳纳米管通孔79
4.2石墨烯互连80
4.2.1单层石墨烯纳米带互连82
4.2.2多层石墨烯纳米带互连84
4.3全碳纳米互连89
4.4铜-碳纳米互连90
4.4.1铜-碳纳米管混合互连90
4.4.2铜-石墨烯异质互连91
参考文献95
第5章片上互连的高频特性100
5.1片上单端互连100
5.2片上耦合互连106
5.3碳纳米互连的高频特性111
5.3.1碳纳米管互连111
5.3.2石墨烯互连117
5.3.3铜-石墨烯异质互连117
参考文献120
第6章三维集成与硅通孔技术123
6.1三维集成123
6.2硅通孔132
6.2.1硅通孔的制造133
6.2.2硅通孔的测量134
6.3三维集成的研究进展140
6.3.1新型硅通孔140
6.3.2三维集成的可靠性144
6.3.3信号与电源完整性145
6.3.4物理设计自动化148
6.3.5三维集成的热问题148
6.3.6三维集成与硅通孔的应用150
参考文献155
第7章硅通孔的特性分析162
7.1硅通孔的电路模型162
7.1.1硅通孔的低频电路模型162
7.1.2硅通孔的高频电路模型166
7.2差分硅通孔的特性分析167
7.2.1差分硅通孔的等效电路模型168
7.2.2差分硅通孔的电学特性173
7.3同轴硅通孔的特性分析177
7.3.1同轴硅通孔的自屏蔽功能177
7.3.2同轴硅通孔的等效电路模型178
7.3.3模型验证与分析184
7.4浮硅衬底中硅通孔的特性分析186
7.4.1浮硅衬底中硅通孔的等效电路模型187
7.4.2浮硅衬底中硅通孔的电学特性192
参考文献198
第8章基于碳纳米管的硅通孔201
8.1碳纳米管硅通孔的特性分析202
8.1.1等效复电导率202
8.1.2电流密度分布203
8.1.3电学特性分析205
8.1.4散热管理207
8.2全碳三维互连结构208
8.2.1全碳三维互连的电学特性208
8.2.2全碳三维互连的电热分析212
8.3铜-碳纳米管硅通孔的特性分析215
8.3.1铜-碳纳米管硅通孔的结构215
8.3.2铜-碳纳米管硅通孔的等效复电导率215
8.3.3铜-碳纳米管硅通孔的电特性分析219
参考文献221