指導教授：廖洺漢臺灣大學：機械工程學研究所高思介Kao, Ssu-ChiehSsu-ChiehKao2014-11-292018-06-282014-11-292018-06-282014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/263291本論文以數值模擬的方式來觀察三維積體電路中的矽穿孔通道周圍之熱應力，並佐以壓阻係數來換算此應力造成之矽基板載子遷移率變化率。目的是縮小載子遷移率變化率過大而被定為禁止擺放元件的排除區域。在考慮矽基板材料非等向性的狀況下，證實當矽穿孔通道在規則擺放時其陣列排列方向與元件電流通道夾角控制之重要性，並在觀察矽穿孔通道受到軸向力時對周圍矽基板施力模式的改變，進而提出逐層固定矽穿孔通道的可能應用方案。在討論現有解決矽穿孔通道產生之熱應力問題的方法後，針對不接觸矽穿孔通道本體的封閉式空氣隙技術，我們亦提出朝開放式改進的可能方向。In this work, numerical simulation was used to predict the thermal stress and keep-out zone defined as where carrier mobility changes too much for the devices to turn on. By considering the anisotropic characteristics of the silicon, it is thought that the angle between the rows of through-silicon via array and the direction of the devices’ channel is a very important parameter. By the simulated stress pattern changed by applying tensile stress along the axis of TSV, a model of the confinement of the motion of the TSV’s surface, leading to the reduction of the area of the keep-out zone, was proposed and verified. Last, we proposed a non-enlosed air-gap structure to improve the existing enclosed one.口試委員審定書 I 致謝 II 摘要 III Abstract IV 目錄 V 圖目錄 VII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究背景與動機 2 1.3 論文架構 6 第二章 文獻回顧與理論基礎 8 2.1 三維積體電路 8 2.2 矽穿孔通道 9 2.3 異質材料經過溫差負荷所產生之熱應力 13 2.4 Lame distribution 14 2.5 基板載子遷移率隨應力的變化 17 2.6 Keep-out zone 19 第三章 矽穿孔通道產生之應力特性 21 3.1 材料參數 21 3.2 邊界條件 22 3.3 模擬與理論解析解的比較 23 3.4 Keep-out zone的計算 25 3.5 矽穿孔通道間交互作用對Keep-out zone的影響 28 3.6 規則性擺放矽穿孔通道與晶圓方向之關係 33 3.7 矽穿孔通道受軸向力與週圍矽基板受垂直應力之關係 38 第四章 非封閉性溝槽對應力分布之影響 45 4.1 非封閉式環狀溝槽 45 4.2 非封閉式溝槽開口位置對Keep-out zone分布之關係 46 4.3 非封閉式溝槽結構之優缺點 48 第五章 結論 54 參考文獻 552845372 bytesapplication/pdf論文公開時間：2014/07/04論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋學校)熱應力矽穿孔通道三維積體電路有限元素法壓電效應thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/263291/1/ntu-103-R01522604-1.pdf