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基于 COMSOL 软件的硅通孔的多物理场分析
Published in 2017
硅通孔在实现高级集成系统中起着至关重要的作用，但是其发展受到多物理场耦合效应的极大阻碍。硅通孔的多物理场耦合过程非常复杂，热场分布、电磁场分布及结构分布是相关联、相互作用的。针对硅通孔的多物理场耦合问题，本文开展了硅通孔多物理场仿真分析研究。结合国内外在硅通孔多物理场本质研究的基础上，从多物理场耦合理论出发，建立单个硅通孔的多物理场分析模型。通过运用 COMSOL Multiphysics 软件进行建模如图 1，在稳态下选择相应的焦耳热和热膨胀接口进行仿真如图 2，经影响分析确定了硅通孔的一些结构参数，如二氧化硅隔层厚度取 0.8um，硅基质厚度取 5.5um，硅通孔高度取 83.6um。最后，选择焦耳热接口进行瞬态仿真，研究了电压周期函数的幅值大小和占空比对硅通孔温度变化的影响关系。数值结果表明，随着幅值的增大，最终稳定后，温度的波动范围和最高温度都将增大如图 3；随着占空比不断增大，最终稳定后，温度的波动范围和最高温度将有所增大如图 4，且幅值对温度的影响较占空比的影响严重。
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