Modélisation et caractérisation hyperfréquences de capacités 3D « Through Silicon Capacitors » pour le découplage des réseaux d’alimentation de circuits intégrés
Résumé
La technologie « Through Silicon Vias » (TSV) développée dans les empilements 2.5D/3D de circuits intégrés a offert la possibilité de concevoir de nouveaux composants capacitifs, les « Through Silicon Capacitors » (TSC). Ce papier présente des résultats de mesure et de modélisation très large bande ( 100 Hz –40 GHz) de l’impédance complexe de capacités TSC. Ces capacités sont regroupées sous la forme de matrices (jusqu’à 1000 TSC) afin d’obtenir de fortes densités surfaciques de capacité (>35 nF/mm2). La faible inductance équivalente série (ESL) des matrices de TSC conduit à une fréquence de résonnance élevée (>39 GHz). De plus, la technologie employée permet d’obtenir une faible résistance équivalente série (ESR). Ces composants sont ensuite étudiés une fois intégrés au sein du PDN (Power Delivery Network) d’un circuit intégré 2.5D afin de quantifier leur apport sur l’impédance globale du PDN et de valider leur impact en termes de performances de découplage. Les résultats de simulation montrent une réduction de l’impédance du PDN pour les fréquences élevées (>2 GHz) grâce à l’intégration de TSC.