本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种高速宽频带建模方法、系统、装置及存储介质。
背景技术：
在三维集成电路(three-dimensionalintegratedcircuit,3d-ic)中，硅通孔(throughsilicon-via,tsv)是实现多个芯片之间垂直互连的关键部分。三维集成电路(3-dic)可将不同工艺的模块互连在一起，提高了集成度，缩短互连线，减小了互连延时，降低电路的功耗，使得集成电路成本降低。虽然三维集成电路已经取得长足的发展，但是依然需要全面分析信号的传输特性。采用全波数值模拟的方法准确但是速度慢，而且需要消耗极大的内存资源，大规模集成电路分析中不适合采用该方法去分析优化设计。
目前，已经提出许多种实用性结构和方法的电路模型，然而在上千兆赫兹高频传输中涡流损耗、临近效应以及tsv和硅衬底形成的金属-氧化物-半导体(mos)寄生电容、垂直互连中键合凸点的寄生效应对高频传输有极大的影响。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于三维集成互连的高速宽屏带建模方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种用于三维集成互连的高速宽屏带建模方法，步骤如下：
获取tsv的参数信息；
根据参数信息对tsv进行第一仿真，得到tsv三维结构模型；
根据三维结构模型得到等效电路模型。
在本发明的一个实施例中，根据三维结构模型得到得到等效电路模型，包括，
根据三维结构模型得到阻抗和导纳；
根据阻抗和导纳建立电路模型。
在本发明的一个实施例中，所述阻抗z为z＝zbump+ztsv，zbump为键合凸点阻抗，ztsv为tsv的串联阻抗。
在本发明的一个实施例中，所述参数信息包括tsv的半径、tsv间距、tsv高度、氧化层厚度、键合凸点的高度和键合凸点的半径中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，tsv的外部电感louter，
本发明还提供一种用于三维集成电路的高速宽频带建模系统，包括数据采集模块、仿真模块和模型构建模块；
所述数据采集模块，用于获取tsv的参数信息；
仿真模块，用于根据参数信息对tsv进行第一仿真，得到tsv三维结构模型；
模型构建模块，用于根据三维结构模型得到等效电路模型。
本发明还提供一种用于三维集成电路的高速宽频带建模设备，包括信息采集装置、处理器、存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序的步骤为：
获取tsv的参数信息；
根据参数信息对tsv进行第一仿真，得到tsv三维结构模型；
根据三维结构模型得到等效电路模型。
本发明还提供一种存储装置，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过对tsv进行仿真建立三维结构模型，再对三维结构模型进行分析建立等效模型的方式，通过计算对tsv与氧化层、硅衬底形成的mos寄生电容以及多层互连结构的键合凸点自然形成的电容、电阻、电感以及电导构建等效电路模型，降低了涡流损耗、寄生效应和邻近效应对tsv在高频传输的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种高速宽频带建模方法的流程框图；
图2为本发明实施例提供的一种高速宽频带建模方法的tsv截面图；
图3为图2的俯视图；
图4为本发明实施例提供的一种高速宽频带建模方法的三维结构模型图；
图5为本发明实施例提供的一种高速宽频带建模方法的侧界面示意图；
图6为本发明实施例提供的一种高速宽频带建模方法的等效电路模型；
图7为本发明实施例提供的一种高速宽频带建模方法的π型等效电路模型；
图8为本发明实施例提供的一种高速宽频带建模方法的等效电路模型的回波损耗曲线图；
图9为本发明实施例提供的一种高速宽频带建模方法的等效电路模型的插入损耗曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本发明实施例提供了一种用于三维集成互连的高速宽屏带建模方法，步骤如下：
获取tsv的参数信息；
根据参数信息对tsv进行第一仿真，得到tsv三维结构模型；
根据三维结构模型得到等效电路模型。
在本发明的一个实施例中，根据三维结构模型得到等效电路模型，包括，
根据三维结构模型得到阻抗和导纳；
根据阻抗和导纳建立电路模型。
在本发明的一个实施例中，所述阻抗z为z＝zbump+ztsv，zbump为键合凸点阻抗，ztsv为tsv的串联阻抗。
在本发明的一个实施例中，所述参数信息包括tsv的半径、tsv间距、tsv高度、氧化层厚度、键合凸点的高度和键合凸点的半径中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，tsv间距ptsv满足
在本发明的一个实施例中，tsv的外部电感louter，
具体的，根据tsv三维结构模型得到三维结构模型的等效电阻、等效电容、等效电感和等效电导，具体过程如下所示：
(1)计算出内部阻抗zmetal；
j0和j1分别为第一种类型贝塞尔函数的零阶和一阶；δcu是tsv的阻尼因子；kp为临近因子；σtsv是tsv的电导率；rtsv为tsv半径；ω为传输信号的角频率；μtsv为tsv的磁导率。
(2)计算衬底涡流损耗的等效电阻rsub；
(3)计算外部电感louter；
(4)计算tsv单位高度的串联阻抗ztsv；
ztsv＝2zmetal+jwlouter+rsub。
(5)计算等效电路模型中的环路阻抗z；
zbump＝4zmetal_bump，
将计算出来的zbump和ztsv带入公式，z＝zbump+ztsv，得到环路阻抗z。
(6)计算等效电路中各部分的电容；
a.计算氧化层电容cox
b.键合凸点电容cbump1和cbump2
将键合凸点与硅衬底作为电容上下电容板，金属件电介质imd层作为绝缘层，相邻两个tsv的键合凸点电容分别为cbump1和cbump2；
其中，rbump1和rbump2为键合凸点半径，两者大小相同；εr,imd为金属介质层的介电常数；
c.计算未填充层电容cunderfill
信号键合凸点和地键合凸点与underfill层之间形成了平行导线电容cunderfill，
d.计算金属介质层电容cimd
相邻两个tsv之间与imd层形成平行导线电容cimd，
e.计算底层氧化层电容cbottom
相邻两个tsv之间与底部氧化层形成平行导线电容cbottom，
f.计算硅衬底电容csi
g.计算耗尽层电容cdep
(7)计算硅衬底的电导gtsv
εsi＝εsi'-jεsi”，1/ρ＝2πfε”，tan|δd|＝1/(2πρfεsi)＝εsi'/εsi”：
具体的，如图6所示，根据计算出来的各部分电阻、电容、电感和电导绘制初级等效电路模型，再将初级等效电路模型简化为π型等效电路模型(等效电路模型)。
具体的，如图8和图9所示，使用hfss对tsv的三维结构模型进行第二仿真，绘制tsv传输特性的回波损耗和插入损耗的曲线。
具体的，根据等效电路模型，计算出tsv等效电路模型的回波损耗和插入损耗的值，
1)abcd矩阵的计算如下：
其中ceq1和ceq2如下所示：
由于tsv是对称结构模型，cbump1和cbump2相同,因此ceq1和ceq2相同。
综上所述，推导出的等效电路模型如图7所示。由等效电路模型可以推导出[abcd]矩阵如下所示：
2)等效电路模型的[s]参数矩阵：
其中s11为回波损耗值，s12为插入损耗值。
具体的，改变tsv的高度htsv，测试频率在100mhz-100gh范围内，tsv模型的回波损耗和插入损耗与等效模型的[s]参数曲线拟合程度。从图8和图9中可以看出，频率在100mhz-100ghz范围内，等效电路模型的s11参数曲线和s21参数曲线与hfss模型得到的[s]参数结果在不同的tsv高度下都非常近似，当频率<10ghz时，s11最大误差小于3％，当频率>10ghz时，其最大误差小于2％；s21在100mhz-100ghz范围内，其最大误差小于5％，由此可以得出高频等效电路模型与hfss中tsv的模型结构具有极高的吻合度。而传统等效模型在高频信号传输中存在较大的误差，这是由于传统模型中并没由考虑硅衬底掺杂引入的mos电容效应和硅衬底涡流损耗等原因。由此得出了本文提出的等效电路模型的正确性与精确性。
本发明还提供一种用于三维集成电路的高速宽频带建模系统，包括数据采集模块、仿真模块和模型构建模块；
所述数据采集模块，用于获取tsv的参数信息；
仿真模块，用于根据参数信息对tsv进行第一仿真，得到tsv三维结构模型；
模型构建模块，用于根据三维结构模型得到等效电路模型。
本发明还提供一种用于三维集成电路的高速宽频带建模设备，包括信息采集装置、处理器、存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序的步骤为：
获取tsv的参数信息；
根据参数信息对tsv进行第一仿真，得到tsv三维结构模型；
根据三维结构模型得到等效电路模型。
本发明还提供一种存储装置，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。