| 摘要（中文） | 第5-7页 |
| 摘要（英文） | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第16-34页 |
| 1.1 引言 | 第16页 |
| 1.2 芯片三维集成与TSV技术 | 第16-24页 |
| 1.2.1 芯片三维集成技术 | 第16-18页 |
| 1.2.2 基于TSV的三维集成技术 | 第18-20页 |
| 1.2.3 TSV的制作工艺及其结构特点 | 第20-22页 |
| 1.2.4 TSV技术中的可靠性问题 | 第22-24页 |
| 1.3 TSV技术可靠性研究现状 | 第24-31页 |
| 1.3.1 TSV-Cu的微观与宏观力学行为 | 第24-26页 |
| 1.3.2 TSV-Cu/Si界面完整性 | 第26-27页 |
| 1.3.3 TSV-Cu胀出的实验观察 | 第27-28页 |
| 1.3.4 TSV-Cu胀出的数值模拟 | 第28-30页 |
| 1.3.5 亟待解决的问题 | 第30-31页 |
| 1.4 论文的主要工作与研究方法 | 第31-32页 |
| 1.5 课题来源 | 第32-34页 |
| 第2章 退火条件下TSV-Cu胀出的实验研究 | 第34-58页 |
| 2.1 引言 | 第34-35页 |
| 2.2 试样制备与实验方法 | 第35-40页 |
| 2.2.1 试样制备 | 第35-37页 |
| 2.2.2 退火工艺条件 | 第37页 |
| 2.2.3 TSV-Cu胀出量测量 | 第37-39页 |
| 2.2.4 TSV-Cu微结构观察 | 第39-40页 |
| 2.3 TSV-Cu胀出量形貌与胀出量 | 第40-45页 |
| 2.3.1 TSV-Cu胀出形貌 | 第40-43页 |
| 2.3.2 TSV-Cu胀出量 | 第43-45页 |
| 2.4 TSV工艺参数对TSV-Cu微结构的影响 | 第45-52页 |
| 2.4.1 电镀参数对TSV-Cu微结构的影响 | 第45-47页 |
| 2.4.2 退火过程中TSV-Cu微结构的演变 | 第47-50页 |
| 2.4.3 退火升温速率对TSV-Cu微结构演变的影响 | 第50-52页 |
| 2.5 TSV-Cu宏观胀出量与微观结构间的关系 | 第52-54页 |
| 2.6 TSV-Cu电镀工艺参数的优选 | 第54-55页 |
| 2.7 TSV退火工艺曲线的优化 | 第55-56页 |
| 2.8 本章小结 | 第56-58页 |
| 第3章 TSV-Cu退火胀出过程中的塑性变形机制 | 第58-70页 |
| 3.1 引言 | 第58页 |
| 3.2 TSV-Cu的屈服应力 | 第58-61页 |
| 3.3 TSV工艺参数对TSV-Cu塑性变形的影响 | 第61-67页 |
| 3.3.1 TSV结构有限元模型 | 第61-63页 |
| 3.3.2 电镀工艺参数对TSV-Cu塑性变形的影响 | 第63-65页 |
| 3.3.3 退火升温速率对TSV-Cu塑性变形的影响 | 第65-67页 |
| 3.4 塑性变形对TSV-Cu胀出量的影响 | 第67-69页 |
| 3.5 本章小结 | 第69-70页 |
| 第4章 TSV-Cu退火胀出过程中的蠕变变形机制 | 第70-92页 |
| 4.1 引言 | 第70页 |
| 4.2 TSV-Cu扩散蠕变机制的实验观察 | 第70-73页 |
| 4.3 基于能量理论的TSV-Cu扩散蠕变应变率公式 | 第73-80页 |
| 4.3.1 外加应力对晶粒做功功率 | 第74页 |
| 4.3.2 晶界滑移、晶界扩散的能量耗散率 | 第74-79页 |
| 4.3.3 TSV-Cu扩散蠕变应变率公式 | 第79-80页 |
| 4.4 TSV-Cu扩散蠕变应变率的影响因素 | 第80-83页 |
| 4.4.1 温度 | 第80-81页 |
| 4.4.2 晶粒尺寸 | 第81-82页 |
| 4.4.3 加载应力水平 | 第82-83页 |
| 4.5 蠕变变形对TSV-Cu胀出量的影响 | 第83-85页 |
| 4.6 蠕变变形对TSV-Cu胀出形貌的影响 | 第85-89页 |
| 4.7 本章小结 | 第89-92页 |
| 第5章 TSV-Cu/Si界面完整性对TSV-Cu胀出行为的影响 | 第92-118页 |
| 5.1 引言 | 第92页 |
| 5.2 TSV-Cu/Si界面结构特征 | 第92-93页 |
| 5.3 TSV-Cu/Si界面完整性的实验研究 | 第93-102页 |
| 5.3.1 界面破坏情况的实验观察 | 第93-98页 |
| 5.3.2 界面裂纹深度的预测模型 | 第98-102页 |
| 5.4 应力分布对界面开裂的影响 | 第102-104页 |
| 5.5 TSV-Cu/Si界面裂纹扩展的有限元模拟 | 第104-114页 |
| 5.5.1 内聚力模型（Cohesive Zone Model） | 第104-107页 |
| 5.5.2 内聚力界面单元的构造及数值实现 | 第107-110页 |
| 5.5.3 界面粗糙度对界面裂纹扩展的影响 | 第110-112页 |
| 5.5.4 Cu种子晶粒尺寸对界面裂纹扩展的影响 | 第112-114页 |
| 5.6 界面开裂对TSV-Cu胀出量的影响 | 第114-117页 |
| 5.7 本章小结 | 第117-118页 |
| 第6章 温度循环条件下TSV-Cu胀出的实验研究 | 第118-138页 |
| 6.1 引言 | 第118页 |
| 6.2 实验方法与实验过程 | 第118-120页 |
| 6.2.1 实验方法 | 第118-119页 |
| 6.2.2 实验过程 | 第119-120页 |
| 6.3 125℃温差温度循环过程中TSV-Cu的胀出（0℃-125℃） | 第120-121页 |
| 6.4 300℃温差温度循环过程中TSV-Cu的胀出（25℃-325℃） | 第121-124页 |
| 6.4.1 TSV-Cu胀出形貌 | 第121-122页 |
| 6.4.2 TSV-Cu胀出量 | 第122-124页 |
| 6.5 300℃温差温度循环条件下TSV-Cu的微结构演变 | 第124-132页 |
| 6.5.1 电镀参数对TSV-Cu晶粒生长的影响 | 第124-128页 |
| 6.5.2 电镀参数对TSV-Cu晶粒取向差的影响 | 第128-130页 |
| 6.5.3 TSV-Cu晶粒生长与取向差演变之间的关系 | 第130-132页 |
| 6.6 TSV-Cu微结构演变与胀出行为之间的关系 | 第132-136页 |
| 6.6.1 TSV-Cu晶粒尺寸对胀出量增量的影响 | 第132-134页 |
| 6.6.2 TSV-Cu晶粒取向差对胀出量增量的影响 | 第134-136页 |
| 6.7 本章小结 | 第136-138页 |
| 结论 | 第138-142页 |
| 参考文献 | 第142-154页 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 | 第154-156页 |
| 致谢 | 第156-157页 |
