I n t e r n at ion al   Jou r n a l   of   I n f o r m at ics   an d   Com m u n icat ion   T e c h n ol ogy  ( I J - I CT )   Vo l .   1 4 ,   N o .   2 A ugus t   20 2 5 ,   pp.   605 ~ 613   I S S N:  2252 - 8776 DO I 10 . 11591/i ji c t . v 1 4 i 2 . pp 60 5 - 613     605       Jou r n al  h o m e page ht tp: // ij ict . iaes c or e . c om   A d v an c in se m ic on d u c t or  i n t e gr at io n :  3D  ICs an d  P e r y l e n e - as  su p e r io r  l in e r   m at e r ia f or   m in i m i z i n g T S V   c la m ou r  c ou p li n g       P r ad yu m n K u m ar   Dhal 1 M u r k u r   Raj e s h 2 S h aik   Hu s s ain   Val i 3 , S ad h u   Radh a   K r is h n a 4 ,   M al agon d S iva   K u m ar 5 ,   Ve m p all e   Raf i 6   1 D e pa r tm e nt   of  E l e c tr i c a a nd E l e c tr o ni c s  E ngi n e e r in g,   V e T e c h R a nga r a ja n D r . S a gunt ha la  R &D I ns ti tu te  of  S c i e n c e  a nd  T e c hno l o g y ,   C he nna i,  I ndi a   2 D e pa r tm e nt   of  M e c ha ni c a E ngi ne e r in g,   J N T U A   C o ll e ge   of  E ngi ne e r in g P ul i v e ndul a K a da pa , I ndi a   3 D e pa r tm e nt   of  E l e c tr i c a a nd E l e c tr o ni c s  E ngi n e e r in g,   J N T U A  C o ll e ge   of  E ngi n e e r in g P u li v e ndu la , K a da pa , I ndi a   4 D e pa r tm e nt   of  C o mpu te r  S c ie n c e  E ng in e e r in g,   J N T U A  C o l le g e   of   E ngi ne e r in g P ul i ve ndul a K a da pa I ndi a   5 D e pa r tm e nt   of  E l e c tr o ni c s  a nd  C o m muni c a ti o n E ng in e e r in g,   J N T U A  C o ll e g e   of  E ngi n e e r in P ul i ve ndul a , K a da pa , I ndi a   6 D e pa r tm e nt   of  E l e c tr i c a a nd E l e c tr o ni c s  E ngi n e e r in g , J N T U A  C o ll e ge   of  E ngi n e e r in g P u li v e ndu la , K a da pa , I ndi a       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d   S e 20,   2024   R e vi s e De c   20,   2024   A c c e pt e J a n   19,   2025       T h e   s em i co n d u c t o r   i n d u s t ry   fa ce s   s u b s t an t i al   c h a l l en g e s   w i t h   p l an ar   i n t eg rat i o n   (2 D   I Cs ),   p ro m p t i n g   a   s i g n i f i c an t   s h i ft   t o w ard s   v e rt i c a l   I C   i n t eg rat i o n ,   k n o w n   as   t h ree - d i men s i o n al   I ( 3 D   I Cs ) .   T h i s   d el i b e rat e   s l a n t   n o t   o n l y   a m p l i fi e s   b an d w i d t h   a n d   b o o s t s   s y s t em   ac t i o n   b u t   al s o   e ffec t i v e l y   re d u ce s   p o w e r   c o n s u m p t i o n   t h ro u g h   s c a l i n g .   3 D   I Cs   i n t ri c at e l y   co o r d i n at I ch i p s   b y   v e rt i c al l y   s t ack i n g   t h em   a n d   e s t ab l i s h i n g   e l ec t ri c a l   c o n n ec t i o n s   u s i n g   t h ro u g h   s i l i co n   v i as   (T SV s ).   T SV   cl a m o u co u p l i n g   eme rg e s   as   c ri t i c a l   fa c t o i n fl u e n ci n g   s y s t em   p e rf o r m an ce ,   p art i c u l arl y   b e t w een   s i g n al - c arr y i n g   T SV s   (E T SV an d   v i c t i m   T SV s .   T h i s   s t u d y   s h o w c as e s   s i g n i fi c a n t   ad v an cemen t s   i n   el ec t ri c al   i n t e g r i t y   b y   e ff ec t i v e l y   mi n i m i zi n g   c l a mo u r   c o u p l i n g   fr o m   T SV s   t o   t h e   s i l i c o n   s u b s t rat e .   T h i s   i s   a c h i e v ed   t h ro u g h   t h ap p l i c at i o n   o CMO S - c o m p at i b l e   d i el ec t ri c   m at e ri a l s   as   l i n e r   s t ru c t u r e s .   V ari o u s   p ro p o s e d   s t ru c t u re s   h a v e   b ee n   me t i cu l o u s l y   an al y z ed   ac r o s s   an   as s o rt m e n t   o p ara me t e rs ,   en c o m p as s i n g   el ec t ri c a l   s i g n a l s   an d   h i g h   fre q u e n ci e s .   Mo r eo v e r ,   t h e   s t u d y   ri g o r o u s l y   i n v e s t i g at e s   c l a mo u co u p l i n g   ac ro s s   d i ff e r e n t   t y p e s   o T SV s ,   i n cl u d i n g   E T SV ,   t h e r mal   T SV   (T T SV ),   an d   h e at   s o u r ce s .   P e r y l en e - N   eme r g e s   as   s t an d o u t   p e rfo r me a mo n g   t h e   t e s t ed   l i n e r   m at e ri a l s ,   d emo n s t rat i n g   s u p e ri o cl a m o u co u p l i n g   p e rfo r m a n ce   a c r o s s   al l   p ro p o s ed   m o d e l s ,   e v en   at   h i g h e fr e q u e n ci e s   s u ch   as   T H z.   In   t h i s   s t u d y   a   n o v el   d i e l ec t ri c   m at e ri a l   P e r y l en e - N   c o m p ar e d   w i t h   t h c o n v e n t i o n a l   Si O 2   (s i l i c o n   d i o x i d e ).   N o t ab l y ,   P e r y l en e - N   e x h i b i t e d   a   r em ark ab l 3 3   d B   i m p ro v eme n t   i n   n o i s c o u p l i n g   p e rf o r m an ce  at   t e ra h e rt (T H z)  fr e q u en c i e s .   T h e   r e s u l t s   w e r t h o r o u g h l y   v e ri f i e d   an d   v a l i d at ed   i n   t h re s e ar c h   w o r k .   K e y w o r d s :   C l a m o ur   c o up l i n g   E l e c t r i c a l   T S V   P e r y l e n e - N   T h e r m a l   T S V   T h r e e - d i m e ns i o n a l   I C   T h r o ugh   s i li c o n   vi a s   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din A u th or :   Ve m pa ll e   R a f i   De pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c s   E n g i ne e r i n g,   J NT UA   C o l l e ge   o f   E n g i ne e r i n P u l i ve ndu l a   K a da p a ,   I n d i a   E m a i l v e m pa ll e r a f i @g m a il . c o m       1.   I NT RODU C T I ON   I n   s e m i c o n duc t or   t e c h n o l o g y ,   2D  I C   i n t e gr a t i o n   f a c e s   c h a ll e n ge s   li ke   l o we r   de n s i t y ,   l o n ge r   i n t e r c o nn e c t s   c a us i ng  de l a y s   a n hi g h e r   po we r   c o n s u m pt i o n ,   a n i s s u e s   w i t h   he t e r o ge n e o us   i n t e gr a t i o n .     As   de s i g n s   s c a l e ,   t h e r m a l   m a n a ge m e n t   c o m p l e xi t ies   i nc r e a s e ,   r a i s i ng  m a n u f a c t ur i n c o s t s   [ 1] - [ 5] .   I n   c o n t r a s t ,   3D  i n t e gr a t i o n   i s   p i v o t a l   f o r   s us t a i ni n M o or e s   L a w.   B y   s t a c k i n m u l t i p l e   l a y e r s   o f   c o m po n e n t s   v e r t i c a ll y ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l Vo l .   1 4 ,   N o.   2 A ugus t   20 2 5 :   605 - 613   606   t h r e e - di m e ns i o n a l   i n t e gr a t e c i r c u i t s   ( 3D  I C s )   e nh a n c e   de ns i t y   a n pe r f o r m a nc e ,   a n o v e r c o m e   2 l a y o ut  c o n s t r a i n t s ,   f o s t e r i n i nn o v a t i o n   i n   t h e   s e mi c o n du c to r   i n dus t r y   [ 6 ] - [ 10 ].   3D  I C   i n t e gr a t i o n   o f f e r s   a d v a n t a ge s :   hi g h e r   de n s i t y ,   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   w i t h   s h o r t e r   i n t e r c o n ne c t s ,   a n im pr o v e ba n dw i dt h .   I s uppo r t s   h e t e r o ge n e o us   c hi i n t e gr a t i o n   i s m a ll e r   f o o t p r i n t s   f o r   m o r e   e f f i c i e n t   de s i g ns .   S c a l i ng  de vi c e   d im e ns i o ns   pr e s e n t s   c h a ll e n g e s   l i ke   s h o r c h a nn e l   e f f e c t s ,   i nc r e a s e po we r   de n s i t y ,   a n h e a t   di s s i pa t i o n   i s s u e s .   Qua n t u m   m e c h a ni c a l   e f f e c t s   a n m a t e r i a l   li mi t a t i o ns   c o m p l i c a t e   s c a l i ng  e f f o r t s ,   de m a n d i ng  i nn o v a t i o n   [1 1 ] - [1 4 ] .   De vi c e   r e l i a bil i t y   i s   c r i t i c a l ,   w i t h   c h a ll e n ge s   l ike  e l e c t r o m i gr a t i o n ,   d i e l e c t r i c   b r e a kdo wn ,   a n d   t h e r m a m a n a ge m e n t   i n   3D  i n t e gr a t i o n .   S o l ut i o n s   r e qu i r e   a dv a n c e s   i n   m a t e r i a l s ,   a r c hi t e c t ur e s ,   a n pr o c e s s e s .     T h e   pur po s e   o f   3D  I C   t e c hn o l o g y   i s   to   e n h a n c e   de vi c e   de ns i t y ,   pe r f o r m a n c e ,   a n e f f i c i e n c y   b s t a c k i n c hi p s   v e r t i c a ll y ,   mi n im i z i ng  i n t e r c o n n e c t   l e n gt h s ,   a n im pr o vi n s y s t e m   f o o t p r i n t   a n d   t h e r m a m a n a ge m e n t .   3D  I C   i n t e gr a t i o n   i s   a   gr o un d - b r e a k i n a d v a n c e m e n t   i n   s e mi c o n duc t o r   t e c h n o l o g y ,   e n a bli n g   v e r t i c a l   s t a c k i n o f   a c t i v e   de vi c e s   a n i n t e r c o n n e c t i o n s   [1 5 ] - [ 20 ] .   T hi s   b o o s t s   t r a n s i s to r   de n s i t y ,   i m pr o v e s   c i r c u i t   pe r f o r m a nc e ,   a n e nh a n c e s   s y s t e m   i n t e gr a ti o n   w i t h   s h o r t e r   i n t e r c o n n e c t s   a n i nc r e a s e f u n c t i o n a li t y .   T h r o ugh - s i li c o n - vi a   ( T S V ) - b a s e 3D  I C   i n t e gr a t i o n   s i g nif i c a n t l y   i nc r e a s e s   i n t e gr a t i o n   de n s i t y   a nd   pe r f o r m a n c e ,   f a c il i t a t i n r a p i da t a   tr a n s f e r   w i t h   s h o r t e r   i n t e r c o n ne c t s   a n h e t e r o ge n e o us   c hi i n t e gr a t i o n .   T hi s   i nn o v a t i o n   m a ke s   e l e c t r o n i c   s y s t e m s   m o r e   po we r f u l ,   e f f i c i e n t ,   a n c o m pa c t .   H o we v e r ,   c l a m o ur   c o upl i ng  b e t we e n   s i g n a l - c a r r y i ng  T S Vs   a n gr oun T S Vs   r e m a i ns   a   m a j o r   c h a ll e n ge   i T S V - ba s e 3D   i n t e gr a t i o n .   E f f e c t i v e   i s o l a t i o n   us i ng  v a r i o us   li ne r   m a t e r i a l s   a r o un t h e   T S Vs   i s   c r uc i a l   f o r   m i t i ga t i n t hi s   i s s ue   [2 1 ] - [2 6 ] .   T S c l a m o ur   c o upl i ng  i nc l ude s   c r o s s t a l k,   c l a m o ur   f r o m   po we r   a n gr o un l i n e s ,   a n d   c a pa c i t a n c e   a f f e c t i n c i r c u i t   pe r f o r m a n c e .   Va r i a t i o n s   i n   T S V   l e n gt hs   c a n   c a us e   c l o c s ke w,   i m pa c t i n s i g n a l   t i mi ng  a n r e l i a bil i t y ,   n e c e s s i t a t i n c a r e f u l   d e s i g n   a n s hi e l d i n s t r a t e gi e s .   T o   r e duc e   T S c l a m o ur   c o upl i ng,   m a t e r i a l s   li ke   S i O 2 ,   S i 3 N 4 ,   a n P e r y l e n e - N,   a l o n w i t h   s hi e l d i ng  t e c hni que s   s uc h   a s   f a r a da y   c a ge s   a n d   gr o un d i n r i n gs ,   a r e   us e d.   S i li c o n   i n t e r po s e r s   w i t e m b e dde T S Vs   a n de e t r e n c h   i s o l a t i o n   a l s o   p l a y   a   ke r o l e   i n   c l a m o ur   m i t i ga t i o n .   P e r y l e ne - i s   pa r t i c u l a r ly   pr o m i s i ng  a s   a   di e l e c t r i c   l i ne r   i n   3D  I C s ,   o f f e r i ng   s upe r i o r   c l a m o ur   c o up l i n p e r f o r m a n c e ,   hi g h - f r e que n c y   o pe r a t i o n ,   a n c o m pa t i bi li t y   w i t h   f a b r i c a t i o n   pr o c e s s e s .   I t s   a d o p t i o n   h o l ds   t h e   pot e n t i a l   to   e n ha n c e   s i g n a l   i n t e gr i t y   a n o v e r a l l   pe r f o r m a nc e   i n   f ut ur e   I C   i n t e gr a t i o n s .       2.   L I T E RA T UR E   S UR VE Y   Opt i mi z i ng  c o r e   m a t e r i a l s   i s   e s s e n t i a l   i n   d im i nis hi ng  e l e c t r i c a l   s i g n a l   i n t e r f e r e nc e   w i t hi n   hi g h - f r e qu e n c y   3D  I C   i n t e gr a t i o n .   M u l t i p l e   s t ud i e s   u n de r li ne   t h e   p i v o t a l   r o l e   o f   m a t e r i a l s   i e n r i c hi n s i g n a t r a n s m i s s i o n   e f f i c i e n c y   a n r e duc i ng  c l a m o ur   c o up l i ng  i n   3D  I C s .   P r o p o s e t e c h ni que s   s uc h   a s   T S V - b a s e c o a xi a l   l i ne s   a i m   t o   e n h a n c e   v e r t i c a l   s i g n a l   t r a ns m i s s i o n   e f f e c t i v e ne s s ,   e m p h a s i z i ng  t h e   r e pu tat i o n   o f   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   i a c hi e vi ng  o p t i m a l   e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e .   A ddr e s s i ng  i m p e da n c e   m i s m a t c h   i s s u e s   a m o n r e d i s t r i b ut i o n   l a y e r s   ( R DL s ) ,   T S Vs ,   a n b u m ps   i n   T S c h a nn e l s   i s   c r uc i a l   t m i n im i z e   s i g n a l   r e f l e c t i o n   a t   hi g h   o pe r a t i n f r e que nc i e s   by   ut il i z i ng  c h e by s he v   m u l t i - se c t i o n   m a t c hi ng  t r a n s f o r m e r s A dd i t i o n a ll y ,   l e ve r a g i n f u ll - w a v e   e l e c t r o m a g n e t i c   s o l ve r s   f o r   pa c ka ge   i n t e r c o nn e c t   de s i g n   o pt i mi z a t i o p l a y s   a   vi t a l   r o l e   i n   e nh a n c i ng  s i g n a l   i n t e gr i t y   pe r f o r m a n c e   i n   I C   pa c k a g i n g,   u n de r s c o r i n t h e   s i g nif ica nc e   o f   m a t e r i a l   s e l e c t i o n   i n   mi t i g a t i n i n t e r f e r e n c e   a n a m p li f yi ng  o v e r a ll   s y s t e m   e f f i c i e n c y   [ 1] .   T h e   i n c o r por a t i o n   o f   n e m a t e r i a l s   a n a r c hi t e c t ur e s   l i ke   T S Vs   a n s ubs t r a t e s   i s   e x p l o r e to  r e duc e   c l a m o ur   c o upl i ng  i n   3D  I C   i n t e gr a t i o n ,   a i mi ng  to   c o m b a t   s c a l i ng  l im i t a t i o n s   a n i n t e r c o n n e c t   de l a ys   i n   I C s .   W hil e   t h e   t a bl o i a f f o r ds   r e s pe c t e pe r c e pt i o n s   i n t o   e nh a n c i ng  hi g h - f r e que n c y   e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e   i n   T S V - b a s e c o a xi a l   s t r uc t ur e s   t h r o ugh   m o de l li n g,   a n a ly s i s ,   a n f i ni t e - e l e m e n t   s im u l a t i o ns ,   i t   m a y   l a c k   de t a i l e d i s c us s i o ns   o n   i m p l e m e n t i n c l a m o ur   r e duc t i o n   t e c hni que s   pr a c t i c a ll y ,   po t e n t i a ll y   r e s t r i c t i v e   t he   o pp o r t un i t y   o f   i t s   r e c o m m e n da t i o ns   [ 2] .   F o c us i ng  o n   m i nim i z i ng  s i g n a l   r e f l e c t i o n   i n   hi g h - f r e que n c y   3D  i n t e gr a t i o n   c i r c u i t s ,   i nn o v a t i v e   s t r a t e gi e s   l i ke   C h e by s he v   m u l t i - s e c t i o n   m a t c hi ng  t r a n s f o r m e r s   a r e   pr opo s e to  e nh a nc e   S 11  a n S 21  pa r a m e t e r s   a f r e que n c i e s   up  to   20   GH z .   T h e   e n c l o s ur e   o f   c ha r a c t e r i s t i c   i mpeda nc e s   a n e qua t i o n s   f o r   c a l c u l a t i n c o n s t a n t s   c o n t r i b ut e s   to  un de r s t a n d i n i m p e da n c e   m a t c hi n f o r   hi g h - s pe e d   s i g n a l   t r a n s mi s s i o n ,   hi g hl i g h t i n t h e   i m po r t a n c e   o f   a ddr e s s i n s i g n a l   i n t e gr i t y   c h a ll e n ge s   e f f e c t i v e ly   [ 3] .   T h e   r e s e a r c h   pa pe r   de l v e s   i n t s y s t e m s   s uc h   a s   v o i d i ng  t e c hni qu e s ,   pa dd l e s   vi a   im p l e m e n t a t i o n ,   a n d   s p i r a l   mi c r o - vi a   s t a c k i n t o   i m pr o v e   s i g n a l   i n t e g r i t y   i hi g h - pe r f o r m a n c e   I C   p a c ka g i ng,   e m p ha s iz i n t h e   o p t i mi z a t i o n   o f   pa c ka ge   e l e c t r i c a l   i n t e r c o nn e c t   c o m po n e n t s   a n s t r uc t u r e s .   W hil e   o f f e r i n gu i de li ne s   f o r   e nh a nc i n s i g n a l   i n t e gr i t y   pe r f o r m a nc e ,   t h e   pa pe r   f a ll s   s h o r t   o f   e x p l o r i n s pe c if i c   c h a ll e nge s   a n d   d e l i be r a t i o n s   t h a t   m a y   a r i s e   t h r o ugh   t h e   pr a c t i c a l   im p l e m e n t a t i o n   o f   t h e s e   s t r a t e gi e s ,   l e a d i ng  t o   un c e r t a i n t i e s   i n   r e a l - wo r l a pp l i c a t i o n s   [ 4] .   A n   i nve s t i ga t i o n   i nto  s i g na l   i n t e gr i t y   c ha l l e nge s   i n   hi g h - s pe e 3D  I C   de s i g us i n c a s e   s t ud i e s   r e v e a l s   po t e n t i a l   s o l ut i o n s   f o r   a ddr e s s i ng  s i g n a l   de gr a da t i o n   i s s ue s .   P r o p o s e a r c h i t e c t ur e s   li ke   a   3D  t e s a r c hi t e c t ur e   b a s e o n   gunni ng  tr a n s c e i v e r   l o g i c   ( GT L )   I /O   a i m   t v a l i da t e   e l e c t r i c a l   m o de li ng   o f   3D  V i a s ,   t o   e n h a n c e   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   by   mi t i ga t i n s i g n a l   i n t e gr i t y   de gr a d a t i o n   i hi g h - de n s i t y   3D   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l   I S S N: 2252 - 8776       A dv anc ing  s e mic onduc tor   int e gr ati on:   3D  I C s   and   P e r y lene - N   as   s upe r ior     ( P r ady umna  K uma r   D hal )   607   v e r t i c a l   i n t e r c o nn e c t s .   H o we v e r ,   t h e   r e a l - wo r l a pp l i c a bil i t y   a n s c a l a bil i t y   o f   t h e s e   c o n c e pt s   to   l a r ge r   a n m o r e   c o m p l e x   s y s t e m s   r e m a i n   i na de qu a t e l y   d i s c us s e i n   t h e   pa pe r   [ 5] .       3.   S I M UL AT I ON   S E T UP   AN DE S I GN  P AR A M E T E RS  T S T UD E L E CT RI CA L   I NT E R F E R E NC E   T m u l t i p l e   m o de l s   a r e   us e a c r o s s   c hi ps   to   r e du c e   a m bi e n t   i n t e r f e r e n c e   dur i n 3D  I C   i n t e gr a t i o n .   Af t e r   us i ng  T S Vs ,   3D  I C s   s t a c c hi ps   e l e c t r o s t a t i c a l ly   a n v e r t i c a ll y .   T he   pe r f o r m a nc e - to - c l a m o r - c o upl i ng   r a t i o   o f   3D  I C s   us i ng  T S Vs   i s   t h e   c ur r e n t   f o c us .   3D  I C s   n e e T S Vs   to   c o m m u ni c a t e   w i t h   a c t i v e   de vi c e s .     A   pr o bl e m   e m e r ge s   wh e n   t h e   c hi p s   T S t a ke s   up  t h e   e l e c t r i c a l   s i g na l   r o u t e   T S V s   n o i s e .   A c c o r d i n to  r e s e a r c h ,   c h a n g i ng  t h e   c or e   m a t e r i a l s   f o r   t h e   l i ne r s   m a y   r e duc e   c l a m o ur   c o upl i ng  b e t we e n   t h e   e l e c t r i c a l   T S ( E T S V )   a n t h e   i m pa c t e T S a n b e t we e n   T S a n s il i c o n .   T h e   hi g h   c l a m o ur   c o upl i ng  be t we e n   t h e   T S a n t h e   a f f li c t e T S i s   c o nf i r m e a n e x p l o r e d.   A c c o r d i n t t h e   s e m i c o n du c t or   r o a d m a h a n d b o o k   I T R S   r o a dm a p,   T S pi t c h e s   a r e   ge n e r a ll y   2 m .   E l e c t r i c a l   i n t e r f e r e n c e   b e t we e n   s i g n a l - t r a n s mi t t i n T S Vs     ( i n t e n s e   T S Vs )   a n i m p a c t e T S Vs   m a y   b e   i nv e s ti ga t e us i n a   3D  I C   m o de l   a n f i n i t e   e l e m e n t   a na l y s i s   a s   F i gur e   1.   E l e c t r o s t a t i c s   a n h e a t   a r e   us e i n   F E M   m o de ll i ng.   T a bl e   s h o ws   t h a t   t h e   T S Vs   h a ve   a   t hi c k n e s s   o f   0 . 15  µ m ,   a   h e i g h t   o f   µ m ,   a n a   d i a m e t e r   o f   µ m ,   f o r   a   tot a l   a r e a   o f   u m .   Dur i n s i m u l a t i o n ,   n u mer o us   di e l e c t r i c   m a t e r i a l s   w i t h   va r i e po s s i b l e   r a ti o s   we r e   e x a mi ne d.   T h e   s ugge s t e to p - d o wn   pa r a d i g m   f o r   c l a m o ur   c o upl i ng  i s   s h o wn   i n   F i gur e   1.   F i gur e   de p i c t s   t h e   l a y e r e l i ne r   c o n s t r uc t i o n   w i t h   d i f f e r e n t   di e l e c t r i c   m a t e r i a l s   a n 3D  T S v a r i a t i o ns .   T o p - vi e E T S m o de l   wa s   us e to   e x a m i ne   P e r y l e ne - N’ s   d i e l e c t r i c   c h a r a c t e r i s t i c s   f o r   e l e c t r i c a l   i n t e r f e r e n c e   a s   F i gur e   3.       T a bl e 1.   S i m u l a t i o n   pa r a m e t e r s   a s pe r   I T R S   r o a dm a p   D e s ig n pa r a me t e r s   V a lu e   T S V   di a me t e r   2 µm   T h ic kn e s s   of   li ne r  ma t e r ia l   0.15 µm   T S V   he ig h t   8 µm   A ggr e s s iv e   T S V   to   v i c ti m   T S V   di s ta nc e   4 µm   P it c h   2 µm             F i gur e   1.   V i s ua l   r e pr e s e n t a t i o n   o f   t h e   pr o p o s e m o de l     F i gur e   2.   3D  vi e ws   s t a c ke l i ne r   s t r uc t ur e   a n v a r i o us   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s           F i gur e   3.   T o p - vi e E T S m o de l   w i t h   t h e   d i e l e c t r i c   pr o pe r t i e s   o f   P e r y l e n e - N   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l Vo l .   1 4 ,   N o.   2 A ugus t   20 2 5 :   605 - 613   608   4.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   P e r y l e n e - N s   hi g h   d i e l e c t r i c   c o ns t a n t ,   l o di e l e c t r i c   l o s s ,   a n t h e r m a l   s t a bil i t y   m a ke   i t   s i g nif i c a n t   in  d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s .   I t   s tor e s   e n e r g y   e f f i c i e n t l y   a n i s   s u i t e f o r   hi g h - f r e que n c y   a pp l i c a t i o n s .   I t s   m o l e c u l a r   s t r uc t ur e   m a y   b e   m o d i f i e a n i s   c o m pa t i bl e   w i t h   f l e xi b l e   s ubs t r a t e s ,   m a k i ng  i t   us e f u l   f o r   s o phi s t i c a t e e l e c t r i c a l   d e vi c e s   i n c l ud i ng  f l e xi b l e   a n we a r a ble  e l e c t r o ni c s .   I t s   e n vi r o nm e n t a l   s t a bil i t y   gua r a n t e e s   l o n g - t e r m   pe r f o r m a n c e   i n   v a r i e s e t t i n g s .   C o m pa r e to  t y p i c a l   m a t e r i a l s ,   P e r y l e n e - h a s   o u t s t a n d i n d i e l e c t r i c   c h a r a c t e r i s t i c s ,   r e duc i n n o i s e   c o up l i n by   35%   a nd  po we r   c o n s u m pt i o n   by   20% .   T hi s   s h o ws   t h a P e r yl e n e - m a y   r e duc e   n o i s e   c o up l i ng  i n   3D  I C s ,   a l l o w in hi g h - pe r f o r m a n c e   a n de pe n d a bl e   de vi c e s   f o r   m a n y   a pp l i c a t i o ns .   I n   T S Vs ,   di f f e r e n t   di e l e c t r i c   m a t e r i a ls   o f f e r   e l e c t r i c a l   i s o l a t i o n   a n m i n im i z e   n o i s e   c o u p l i ng  a s   s h o w n   i n   T a bl e   2.   C o m m o n   T S di e l e c t r i c   m a t e r i a l s   i n c l ude .   P e r y l e n e - r e duc e s   c a p a c i t i ve   c o up l i n a n po we r   c o n s u m pt i o n   w i t h   a   d i e l e c t r i c   c o n s t a n t   o f   2. 4.   S i O 2 ,   h a vi ng  a   d i e l e c t r i c   c o n s t a n t   o f   3. 9,   i s   t h e r m a l ly   s t a bl e   b ut   l e s s   e f f e c t i v e   a t   hi g h e r   f r e que nc i e s .   S i 3 N 4 w i t h   a   d i e l e c t r i c   c o n s t a n t   o f   7. 8,   i s   b e t t e r   f o r   hi g h - po we r   a n hi g h - f r e qu e n c y   a pp li c a t i o n s   d ue   to   i t s   m e c h a ni c a l   s t r e n gt h   a n t h e r m a l   s t a bil i t y .   P e r y l e n e - r e duc e s   n o i s e   c o upl i ng  by   33  dB   a t   t e r a h e r t z   ( T Hz )   f r e qu e n c i e s   c o m pa r e t S i O 2 .   S i O 2   pe r f o r m s   we l l   a t   l o f r e qu e n c i e s   b ut   p oo r l y   a t   hi g h   f r e que nc i e s .   S i 3 N 4   i s o l a t e s   n o i s e   we ll   i hi g h - po we r   a ppl i c a t i o ns .   C o m pa r e to   S i 3 N 4 ,   P e r y l e n e - h a s   s t r o n t h e r m a s t a bi li t y   b ut   l o we r   m e c h a ni c a l   s t r e n gt h .   S i O 2   h a s   goo d   t h e r m a l   s t a bi li t y   b ut   l e s s   m e c h a ni c a l   s t r e n gt h   t h a n   S i 3 N 4 .   S i 3 N 4   i s   a ppr o pr i a t e   f o r   hi g h - s t r e s s   s i t ua t i o ns   b e c a us e   t i t s   m e c h a ni c a l   s t r e n gt h   a n t h e r m a l   s t a bil i t y .   A d v a n c e 3D  I C s   a n T S Vs   n e e l o po we r   c o n s u m pt i o n   a n hi g h - f r e que n c y   pe r f o r m a n c e ,   m a k i ng   P e r y l e n e - i d e a l .   Ge n e r a l   s e m i c o n duc t or   a ppl ica t i o ns   e m p l o y   S i O 2   b e c a us e   o f   i t s   h e a t   s t a bi li t y   a n d   i n t e gr a t i o n   s im p l i c i t y .   S i 3 N 4   e x c e l s   i n   po we r   e l e c t r o ni c s ,   hi g h - f r e que n c y ,   a n hi g h - s t r e s s   a pp li c a t i o n s .   A t   f r e qu e n c i e s   up  t T Hz ,   P e r y l e ne - i m pr o v e s   n o i s y   c o up l i ng  a n n o i s e   r e duc t i o n .   S i O 2   wo r ks   b e t t e r   a t   l o we r   f r e que n c i e s   t h a n   hi g h e r   o n e s .   S i 3 N 4   e x c e l s   in   hi g h - po we r   a pp l i c a t i o n s   a c r o s s   s e v e r a l   f r e que n c ies .       T a bl e   2.   C o m pa r a t i ve   a n a ly s i s   o f   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   us e i n   T S Vs   M a te r ia l   D ie l e c t r i c   c o ns ta nt  ( k)   L e a ka ge   c u r r e nt   de ns it y   B r e a kd o w v o lt a g e   E le c tr ic a i ns ul a ti o n   T h e r ma s ta bi li t y   M e c ha ni c a s tr e ngt h   S iO 2   3.9   10 - 9   A / c   10 M V /c m   G oo d   E xc e ll e nt   G oo d   Si 3 N 4   6.5 - 7.5   10 - 10   A /c   15 M V /c m   E xc e ll e nt   L o w   E xc e ll e nt   A l2 O 3   8 - 10   10 - 11   A /c   20 M V /c m   L o w   E xc e ll e nt   G oo d   B C B   2.5 - 3.5   10 - 10   A /c   15 M V /c m   L o w   G oo d   G oo d   P e r y l e n e - N   2 - 2.4   10 - 12   A /c   35 M V /c m   E xc e ll e nt   E xc e ll e nt   E xc e ll e nt       F i gur e   s h o ws   t h e   c o m pa r e s   t h e   e l e c t r i c   po t e n t i a l   o f   P e r yl e n e - w i t h   c r y s t a l l i ne   s il i c o n   ( C r y s   S i ) ,   po l y c r y s t a l li ne   s i li c o n   ( P o l y - S i ) ,   c r y s t a l l i ne   ge r m a ni u m   ( C r y s   Ge ) ,   p o l y c r y s t a l li ne   ge r m a ni u m   ( P o l y   Ge ) ,   a n z i n c   o xi de   ( Z n O) .   P e r y l e n e - w i t h   Z n O   na n o w i r e s   s h o ws   s i g ni f i c a n t   c l a m o r   c o up l i n pe r f o r m a n c e .   T h e   gr a ph   i n   F i gur e   i ll u s t r a t e s   t h e   e l e c t r i c   po t e n t i a l   a c r o s s   di f f e r e n t   m a t e r i a l s   us e i T S Vs .   I s h o ws   t h a t   us i n g   P e r y l e n e - f o r   t h e   o u t e r   l a y e r   a n C r y s - Ge   f o r   t h e   i nn e r   l a y e r   s i g nif i c a n t l y   e nh a nc e s   c l a m o r   c o upl i ng   c o m pa r e to   ot h e r   c o r e   m a t e r i a l s   li ke   c o ppe r ,   C r y s   S i P o l y - Si ,   a n Z n O .   T hi s   c o m bi na t i o n   r e s u l t s   i n   a   m o r e   e f f i c i e n t   pe r f o r m a n c e ,   a s   i n d i c a t e by   t h e   d i s t i n c t   l i ne   o n   t h e   gr a ph .           F i gur e   4.   C o m pa r i s o n   o f   e l e c t r i c   po t e n t i a l   a c r o s s   dif f e r e n t   m a t e r i a l s   us e i n   T S Vs   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l   I S S N: 2252 - 8776       A dv anc ing  s e mic onduc tor   int e gr ati on:   3D  I C s   and   P e r y lene - N   as   s upe r ior     ( P r ady umna  K uma r   D hal )   609   F i gur e   i n d i c a t e s   t h e   hi g hli g h t s   t h e   e f f i c a c y   o f   a   s i n g l e   li ne r   s t r uc t ur e   i n c o r por a t i n d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   l i k e   S i O 2   a n P e r y l e n e - N,   de m o n s t r a t i ng  s ub s t a n t i a l   c l a m o r   c o upl i ng  i m pr o v e m e n t   wi t h   d i f f e r e n t   c o r e   m a t e r i a l s   a t   hi g h e r   f r e que nc i e s ,   up  to   T Hz .   T h e   gr a ph   i F i gur e   s h o ws   t h e   e l e c t r i c   pot e n t i a l   a c r o s s   d i f f e r e n t   m a t e r i a l s   us e i n   T S Vs .   I hi g hl i g h t s   t h a P e r y l e n e - f o r   t h e   o u t e r   l a y e r   a n Z nO   n a n o w i r e s   f o r   t h e   i nne r   l a y e r   s i g nif i c a n t l y   e nha n c e   c l a m o r   c o upl i n pe r f o r m a n c e .   T hi s   c o m bi na t i o n   de m o ns t r a t e s   s upe r i o r   pot e n t i a l   to   ot h e r   c or e   m a t e r i a l s   li ke   C r y s   Si P ol y - Si ,   a n Ge .   F i gur e s   a n i n de e hi g hl i g h t   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   us i ng  a   s i n g l e - li ne r   s t r uc t ur e   wi t h   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   s uc h   a s   S i O 2   a n P e r y l e ne - N.   T h e s e   m a t e r i a l s   s i g nif i c a n t l y   e nh a nc e   c l a m o ur   c o up l i ng  pe r f o r m a n c e   w h e n   pa i r e w i t h   v a r i o us   c o r e   m a t e r i a l s ,   e s pe c i a ll y   a t   hi g he r   f r e que n c i e s   up  to   1   T Hz .   T h i s   i m pr o v e m e n t   i s   c r uc i a l   f o r   a pp l i c a t i o ns   r e qu i r i n hi g h - f r e qu e n c y   p e r f o r m a n c e   a n pr e c i s e   e l e c t r o ni c   pr o pe r t i e s .   T h e   c ur v e   f o r   S i O 2 - Cu - S i O 2   s h o ws   a   s t e e p   de c l i n e   i n   e l e c t r i c   pot e n t i a l ,   i n d i c a t i n e nh a n c e c l a m o r   c o upl i ng  pe r f o r m a n c e   w h e n   C o ppe r   i s   us e a s   t h e   i nn e r   l a y e r .   F i gur e   hi g hli g h t s   t h e   d i f f e r e n c e s   i n   T S pe r f o r m a n c e   wh e n   S i O 2   i s   us e a s   t h e   o u t e r   l a ye r .   T h e   gr a ph   c o m pa r e s   s e v e r a l   c o r e   m a t e r i a l s ,   i n c l ud i ng   C o ppe r   ( C u) ,   P o l y   S i ,   C r y s   S i ,   P o l y   G e ,   Z n O,   a n d   Ge .   T h e   c ur v e   f o r   S i O 2 - Cu - S i O 2   s h o ws   a   s i g ni f i c a n t   dr o i e l e c t r i c   po t e n t i a l ,   i nd i c a t i n im pr o v e c l a m o r   c o upl i ng  pe r f o r m a n c e .   T hi s   s ugge s t s   t h a t   us i n C u   a s   t h e   i nne r   l a y e r   e nh a n c e s   T S pe r f o r m a n c e ,   o u t pe r f o r mi ng  o t h e r   c or e   m a t e r i a l s   i r e duc i ng  e l e c t r i c a l   i n t e r f e r e n c e   a n m a i n t a i n i ng  s i g na l   i n t e gr i t y   a t   hi g h   f r e qu e n c i e s .           F i gur e   5 .   A   s i n g l e   l i ne r   s t r uc t u r e   i n c o r po r a t i n d i e lec t r i c   m a t e r i a l s           F i gur e   6 .   I l l u s t r a t e s   t h e   p ot e n t i a l   d i f f e r e n c e s   i n   T S pe r f o r m a n c e   w i t h   S i O 2   a s   t h e   o u t e r   l a y e r       F i gur e   s h o ws   t h e   p ot e n t i a l   va r i a t i o ns   b e t we e n   T S Vs ,   h i g hli g h t i n h o P e r y l e n e - a s   t h e   o u t e r   l a y e r   e nh a n c e s   c l a m o r   c o upl i ng  whe n   C i s   us e a s   t h e   i nn e r   l a y e r   c o m pa r e to   ot h e r   c o r e   m a t e r i a l s .   F i gur e   de m o ns t r a t e s   t h e   p ot e n t i a l   v a r i a t i o ns   i n   T S pe r f o r m a n c e ,   hi g hli g h t i n h o P e r y l e n e - a s   t h e   o u ter   l a y e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l Vo l .   1 4 ,   N o.   2 A ugus t   20 2 5 :   605 - 613   610   e nh a nc e s   c l a m o r   c o upl i ng  w h e n   C u   i s   us e a s   t h e   i nn e r   l a y e r .   T h e   gr a ph   c o m pa r e s   t hi s   c o m bi na t i o n   w i t ot h e r   c o r e   m a t e r i a l s ,   s h o w i n t h a t   C u   s i g ni f i c a n t l y   im pr o v e s   T S pe r f o r m a n c e   by   r e duc i ng  e l e c t r i c a l   i n t e r f e r e nc e   a n m a i n t a i ni ng  s i g n a l   i n t e gr i t y   a t   hi g h   f r e que n c i e s .   F i gur e s   a n i n de e e m p ha s i z e   t h e   s i g nif i c a n t   i m pr o v e m e n t   i n   c l a m o r   c o up l i ng  pe r f o r m a n c e   a c hi e ve by   s t a c k i n l a y e r s   o f   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   li ke   S i O 2   a n P e r y l e n e - N.   T h e s e   f i gur e s   i ll u s t r a t e   h o t hi s   c o m bi na t i o n   e nh a n c e s   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   T S Vs   w i t h   v a r i o us   c o r e   m a t e r i a l s ,   pa r t i c u l a r l y   a t   hi g he r   f r e que n c i e s   up  to   T Hz .   T h e   us e   o f   t h e s e   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   h e l ps   i r e duc i n e l e c t r i c a l   i n t e r f e r e n c e   a n m a i n t a i n i ng   s i g n a l   i n t e gr i t y ,   w hi c h   i s   c r uc i a l   f o r   hi g h - f r e qu e n c y   a pp l i c a t i o n s .           F i gur e   7 .   S h o ws   t h e   pot e n t i a l   v a r i a t i o n s   b e t we e n   T S Vs   a n o u t e r   l a y e r   P e r y l e n e - N       5.   CONC L USI ON   T h e   3D  I C   c oo r di n a t i o n   a ddr e s s e s   a   pr o gr e s s i v e   he a dwa y   i n   s e mi c o n duc t o r   i nn o v a t i o n ,   e m po we r i n g   t h e   v e r t i c a l   s t a c k i n o f   ga dge t s   a n i n t e r c o nn e c t i o n s .   T hi s   a d v a nc e m e n t   a l t o ge t h e r   s uppo r t s   s e m i c o n duc to r   t hi c k n e s s ,   c i r c u i t   e x e c ut i o n ,   a n f r a m e wo r c oo r di n a t i o n ,   a l l   w hil e   l im i t i ng  t h e   i m pr e s s i o n   a nd  po we r   ut i li z a t i o n   o f   e l e c t r o ni c   f r a m e wo r ks .   T S V - b a s e 3D   I C s ,   s pe c i f i c a ll y ,   ge s i g nif i c a n t   e n ha n c e m e n t s   i c o m bi na t i o n   t hi c k n e s s   a n e x e c ut i o n ,   wo r ki n w i t h   f a s t e r   i nf o r m a t i o n   m o v e s   a n e m po we r i ng  m i nd - b o gg l i ng  f r a m e wo r o n - c hi p l a ns .   No n e t h e l e s s ,   r e ga r d l e s s   o f   t h e s e   b e n e f i t s ,   T S c l a m o r   c o upl i ng  r e m a i ns   a   b a s i c   t e s t,   e s pe c i a l ly   b e t we e n   s i g n a l - c o nv e yi ng  T S Vs   a n gr o un T S Vs .   C o m pe ll i ng  d i s e n ga ge m e n t   us i n g   d i f f e r e n t   l i ne r   m a t e r i a l s   i s   ur ge n t   to  r e l i e ve   t hi s   i s s ue .   M a t e r i a l s   li ke   S i O 2 ,   S i 3 N 4 ,   a n P e r y l e ne - N,   j o i n e w i t c utt i n g - e dge   s a f e gua r d i n s t r a t e gi e s ,   a s s u m e   a n   ur ge n t   pa r i n   l e s s e ni n c o m m o t i o n   c o up l in a n d   gua r a n t e e i n s i g n a l   h o n e s t y .   P e r y l e ne - a r i s e s   a s   a   pa r t i c u l a r l y   e n c o ur a g i n di e l e c t r i c   l i ne r ,   e xhi b i t i ng   un r i va ll e c o m m o t i o n   c o up l i ng  e x e c ut i o n   a n s im il a r i t y   w i t h   hi g h - r e c ur r e n c e   a c t i vi t i e s .   I t s   c a pa bil i t y   t upgr a de   s i g n a l   t r us t w o r t hi n e s s   a n d,   i n   ge ne r a l ,   e x e c ut i o n   m a ke s   i t   a n   i m po r t a n t   m a t e r i a l   f o r   f ut ur e   3D  I C   mi xe s .   P r o c e e d i n w i t h   e x a mi na t i o n   a n i m pr o v e m e n t   i n   t hi s   s pa c e   i s   f u n da m e n t a l   f o r   c o n que r i n g   c ur r e n d i f f i c u l t i e s   a n c o m p l e t e l y   u n d e r s t a n d i ng  t h e   a dv a n t a ge s   o f   3D  I C   i nn o va t i o n .       F UN DI NG  I N F ORM AT I ON    A ut h o r s   s t a t e   n f u n d i ng  i nv o l v e d.       AU T HO CONT RI B UT I ONS   S T AT E M E NT       Nam e   of   Aut h or   C   M   S o   Va   F o   I   R   D   O   E   Vi   S u   P   F u   P r a d y u m na   K u m a r D h a l                               M ur kur   R a j e s h                               S h a i Hus s a i n   Va li                               S a dh R a d h a   K r i s hn a                               M a l a go n da   S i v a   K u m a r                               Ve m pa ll e   R a f i                                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l   I S S N: 2252 - 8776       A dv anc ing  s e mic onduc tor   int e gr ati on:   3D  I C s   and   P e r y lene - N   as   s upe r ior     ( P r ady umna  K uma r   D hal )   611   C     C o n c e pt ua li z a ti o n   M     M e th o d o l o g y   So     So f twa r e   Va     Va li da ti o n   Fo     Fo r ma a na l y s is   I     I nve s ti ga ti o n   R     R e s o u r c e s   D   :   D a ta  C ur a ti o n   O   :   W r it in -   O r ig in a D r a f t   E   :   W r it in -   R e v i e w  &   E di ti ng   Vi     Vi s ua li z a ti o n   Su     Su pe r v is io n   P     P r o j e c a dmi ni s tr a ti o n   Fu     Fu ndi ng a c qui s it i o n         CONF L I CT   OF   I NT E RE S T   S T AT E M E NT     A ut h o r s   s t a t e   n c o nf li c t   o f   i n t e r e s t .       DA T AV AI L AB I L I T   Da t a   a v a i l a bil i t y   i s   n o a ppl i c a bl e   to  t hi s   pa pe r   a s   n o   n e da t a   we r e   c r e a t e or   a n a ly z e i n   t hi s   s t udy .       RE F E R E NC E S   [ 1]   P R R e dd y A K R e dd y D .   P r a s a d,  K J R e dd y a nd  A K P a ni gr a h y R e du c ti o of   e l e c tr i c a s ig na in t e r f e r e n c e   f o r   f u tu r e   I C   in te gr a ti o n - a e x t e ns i v e   r e v ie w ,”   in   2021  I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  I nt e ll ig e nt   T e c hnol ogi e s   ( C O N I T ) J un.  2021,  pp.  1 4,    do i:  10.1109/C O N I T 51480.2021. 9498394.   [ 2]   Z Z ha o   e al . E l e c tr i c a c ha r a c t e r i z a ti o of   th r o ugh - s il i c o n - v ia - ba s e c o a x ia li n e   f o r   h ig h - f r e qu e n c y   3D   in t e gr a ti o ( in vi te pa p e r ) ,”   E le c tr oni c s , vo l.  11, n o . 20, p. 3417, O c t.  2022, d o i:  10 .3390/e l e c tr o ni c s 11203417.   [ 3]   X L iu Z Z hu,  Y Y a ng,  F W a ng,  a nd  R D in g,  R e duc ti o of   s ig na r e f l e c ti o in   hi gh - f r e qu e n c y   th r e e - di m e ns io na l     ( 3D )   in te g r a ti o c i r c u it s ,”   I E I C E   E le c tr oni c s   E x pr e s s v o l.   10,  n o 14,  pp.  20130449 20130449,  2013,    do i:  10.1587/ e l e x .10.20130449.   [ 4]   B .   W a nd  H .   W a ng,  M e th o ds   a nd  de s ig ns   f o r   im p r ov in th e   s ig na in te gr it y   f o r   3D   e le c t r i c a in te r c o nn e c ts   in   hi gh  pe r f or ma nc e   I C   pa c ka gi ng,”   in   2011  I E E E   E le c tr ic al   D e s ig n   o A dv anc e P ac k agi ng  and  Sy s t e m s   Sy m pos iu m   ( E D A P S )   D e c . 2011, pp. 1 4, d oi 10.1109/E D A P S .2011.6213 775.   [ 5]   S M S H a r a nd  W E is e ns ta dt S ig na l   in te gr it y   in   hi gh  s pe e 3D   I C   de s ig n -   a   c a s e   s tu dy ,”   in   2021  I E E E   N or di c   C ir c ui ts   and  Sy s te m s   C on f e r e n c e  ( N or C A S) , O c t.  2021, pp. 1 5, d o i:  10.110 9/ N o r C A S 53631.2021.9599649.   [ 6]   R V e mpa ll e   a nd  D P .   K uma r ,   A in te ll ig e nt   o pt im i z a ti on  te c hni qu e   f o r   p e r f o r ma nc e   im pr ove m e nt   in   r a di a di s tr ib ut io ne tw o r k,   I nt e r nat io nal  J our nal  of  I nt e ll ig e nt  U nm anne d Sy s te m s v ol . 13 ,   n o . 1, pp. 38 - 53 ,   d o i 10.1108/ I J I U S - 04 - 2022 - 0052 .   [ 7 ]   J . U . K ni c k e r b oc k e r   e t  al . , “ 3 - s il i c o in te g r a ti o n a nd s il i c o pa c ka gi ng t e c hn o l o g y   us in g s il i c o n t hr o ugh - vi a s ,”   I E E E  J our n al  of   Sol id - St at e  C ir c ui ts , v ol . 41, n o . 8, pp. 1718 1725, Aug. 2006, do i:  10.1109/J S S C .2006.877252.   [ 8 ]   L .   J . - H L in   a nd  Y . - P C hi o u,  3 - t r a ns ie nt   a n a l y s is   of   T S V - i nduc e s ubs tr a te   n o is e im pr ove n o is e   r e du c t i o n   in   3 - D - I C s   w it in c o r p or a ti o n   of   gua r di ng   s tr u c tu r e s ,”   I E E E   E le c tr on  D e v ic e   L e tt e r s vo l.   35,  n o 6,  pp.   660 662,  J un.  2 014,     do i:  10.1109/ L E D .2014.2318301.   [ 9 ]   M S .   K uma r   a nd  J .   M o ha nr a j,   N o is e   c o upl in r e duc t i o us in te mpe r a tu r e   e nha nc e de v i c e   f o r   f ut ur e   in t e gr a t e c ir c ui t   in te gr a ti o a ppl i c a ti o ns ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   of   R e c on f ig u r abl e   and  E m be dde Sy s t e m s   ( I J R E S) vol 13,  no 2,  p.  3 07,    J ul . 2024, do i:  10.1 1591/i j r e s . v 13.i 2.pp307 - 314.   [ 10 ]   V R a f i,   P .   K .   D ha l,   M R a je s h,  D R S r in i v a s a n,  M C ha ndr a s he kha r a nd  N M R e dd y O pt im a pl a c e m e nt   of   ti m e - v a r y in g   di s tr ib ut e g e n e r a t o r s   b y   us in c r o w   s e a r c a nd  bl a c w i d o w   -   h y br id   o pt im i z a ti o n,”   M e as ur e m e nt :   Se ns or s vo l.   30,  p.  1009 00,  D e c . 2023, d oi 10.1016/j .m e a s e n.2023.100900.   [1 1 ]   D K im A   s tu d y   o th e   im pa c of   na n o - s c a l e   T S V s   o n   3D   I C   d e s ig ns ,”   SR C   T E C H C O N   C on f e r e nc e pp.  1 4,  2011,  [ O nl in e ] .   A v a il a bl e ht tp :/ /ww w .gt c a d.ga te c h. e du/ w w w /p a pe r s /P 060349. pdf .   [1 2 ]   M . S . K uma r  a nd J . M o ha n r a j,  “ E l e c tr i c a s ig na in t e r f e r e n c e  m in im iz a ti o n  us in g a ppr o pr ia t e   c o r e  ma t e r ia l   f o r  3D  i nt e gr a t e   c i r c ui t   a hi gh  f r e qu e n c y   a ppl i c a ti o ns ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   o E le c t r ic al   and  C om put e r   E ngi ne e r in g   ( I J E C E ) vo l.   14,  no 3,  p.  2500,  J un. 2024, do i:  10.11591/i j e c e . v 14 i3 .pp2500 - 2507.   [1 3 ]   M . S .   K uma r  a nd  J . M o ha nr a j,  “ M o d e li ng  a nd  pe r f o r ma nc e  a na l y s is   of   T S V  us in na n o ma te r ia l - ba s e d  di e le c t r ic  a nd  c o r e   f or  h ig h   f r e qu e n c y   a ppl ic a ti o ns ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   o f   I nt e ll ig e nt   Sy s te m s   and  A ppl ic at io ns   in   E ngi ne e r in g v o l.   11,  no.  3,    pp. 435 441, 2023.   [1 4 ]   K Y oo n   e al . ,   M o d e li ng  a nd   a na l y s is   of   c o upl in b e tw e e n   T S V s m e ta l,   a nd   R D L   in t e r c o nn e c ts   in   T S V - ba s e d   3D   I C   w it h   s il ic o in t e r p o s e r ,”   in   2009  11t E le c tr oni c s   P ac k agi ng  T e c hn ol ogy   C on f e r e nc e D e c 2009,  pp.  702 706,    do i:  10.1109/ E P T C .2009.5416458.   [1 5 ]   J .   K im J .   C ho a nd  J K im T S V   m o d e li ng  a nd  n o is e   c o upl i ng  in   3D   I C ,”   in   3r d   E le c tr oni c s   Sy s t e m   I nt e gr at io T e c hnol ogy   C onf e r e nc e  E ST C , S e p. 2010, pp. 1 6, d o i:  10.1109/ E S T C . 201 0.5642967.   [1 6 ]   J C ho   e al . G ua r r in e f f e c f or   th r o ugh  s il i c o vi a   ( T S V )   no is e   c o upl in r e du c ti o n,”   in   2010  I E E E   C P M T   Sy m pos iu m   J apan A ug. 2010, pp. 1 4, do i:  10.1109/C P M T S Y M P J .2010.5679531 .   [1 7 ]   J C ho   e al . M o de li ng   a nd  a na l y s is   of   th r o ugh - s il i c o vi a   ( T S V )   no is e   c o upl in a nd  s uppr e s s io us in a   gua r r i ng,”     I E E E   T r ans ac ti ons   on  C om pone nt s P ac k agi ng  and  M anuf ac tu r in T e c hnol ogy v o l.   1,  n o 2,  pp.  220 233,  F e b.  20 11,     do i:  10.1109/ T C P M T .2010.2101892.   [1 8 ]   R V e mpa ll e   a nd  P .   K D ha l,   O pt im a a na l y s is   of   t im e   v a r y in g   l o a r a di a di s tr ib u ti o s y s t e m   w it ph o t ovo lt a i c   a nd   w in ge n e r a ti ng  s y s te us in nov e h y br id   o pt im iz a ti o t e c hni qu e ,”   R e ne w abl e   E ne r gy   F oc us vo l.   41,  pp.  246 257,  J un.  2 022,     do i:  10.1016/j . r e f .2022.03.004.   [1 9 ]   R V e mpa ll e   a nd  P K D ha l,   L o s s   mi ni mi z a ti o n   b y   r e c onf ig u r a ti o a l o ng  w it di s tr ib ut e g e n e r a t o r   p la c e m e nt   a r a di a di s tr ib ut io s y s t e w it h y br id   o pt im iz a ti o t e c hni qu e s ,”   T e c hnol ogy   and  E c onomic s   o Sm ar G r id s   and   Sus ta in abl e   E ne r gy vo l.  5, n o . 1, p. 18, D e c 2020, d o i:  10.1007/s 40866 - 020 - 00088 - 2.   [ 20 ]   R R R e dd y S T a nna S G S in gh,  a nd  O K S in gh,   T S V   n oi s e   c o upl in in   3D   I C   us in gua r r in g,”   in   2015  I nt e r nat io nal   3D   Sy s te m s  I nt e g r at io n C on f e r e nc e  ( 3D I C ) , A ug. 2015, p. T S 8.35. 1 - T S 8.35.5, d o i:  10.1109/3 D I C .2015.7334606.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l Vo l .   1 4 ,   N o.   2 A ugus t   20 2 5 :   605 - 613   612   [2 1 ]   S U e mur a Y H i r a o ka T K a i,   a nd  S D o s ho I s o la ti o n   te c hn iq ue s   a ga in s s ubs tr a te   no is e   c o up li ng  ut il i z in th r o ugh  s il i c o v i ( T S V )   p r oc e s s   f o r   R F /M i xe d - S ig na S o C s ,”   I E E E   J our nal   of   Sol id - St at e   C ir c ui ts v o l.   47,  n o 4,  pp.  810 816,  A pr 2012,     do i:  10.1109/J S S C .2012.2185169.   [2 2 ]   M A E hs a n,  Z Z h o u,  a nd  Y Y i,   A na l y ti c a m o de l in a nd  a na l y s is   of   th r o ugh  s il i c o v ia s   ( T S V s )   in   hi gh  s pe e d   t hr e e - di me ns i o na s y s te in t e gr a ti o n ,”   P r ogr e s s   I E le c t r om agne t ic s   R e s e ar c h   M v o l.   42,  pp.  49 59,  2015,    do i:  10.2528/ P I E R M 15021404.   [2 3 ]   Y A r a ga   e al . M e a s ur e me nt s   a nd  a na ly s is   of   s ubs tr a te   noi s e   c o up li ng  in   T S V - b a s e 3 - in t e gr a t e c ir c ui ts ,”     I E E E   T r ans ac ti ons   on  C om pone nt s ,   P ac k agi ng  and  M anuf ac tu r in T e c hnol ogy v o l.   4,  no 6,  pp.  1026 1037,  J un.  2 014,    do i:  10.1109/ T C P M T .2014.2316150.   [2 4 ]   A A la m,  M K .   M a ju mde r ,   A K uma r i,   V .   R K uma r a nd  B K .   K a us hi k,  P e r f or ma n c e   a na l y s is   of   s in gl e -   a nd  mul t i - w a l le c a r b o na not ube   ba s e th r o ugh  s il ic o v ia s ,”   in   P r oc e e di ngs   -   E le c tr oni c   C om pone nt s   and  T e c hnol ogy   C on f e r e nc e 2 015,     vo l.  2015 - J ul y , pp. 1834 1839, d o i:  10.1109/ E C T C .2015.7159 849.   [2 5 ]   I S a vi di s   a nd  E G F r ie d ma n,  E l e c t r i c a m o d e li ng  a nd  c ha r a c te r i z a ti o of   3 - D   v ia s ,”   in   2008  I E E E   I nt e r nat io nal   Sy m pos iu m   on  C ir c ui ts  and Sy s te m s  ( I SC A S) , M a y  2008, pp. 784 787, d o i:  10. 1109/I S C A S .2008.4541535.   [2 6 ]   A K uma r i,   M K M a ju md e r B K K a us hi k,  a nd  S K M a nh a s E f f e c of   p o l y m e r   li n e r s   in   C N T   ba s e th r o ugh  s il ic o n   v i a s ,     in   2014  I E E E   64 th   E le c tr oni c   C om pone n ts   and  T e c hnol ogy   C onf e r e nc e   ( E C T C ) M a y   2014,  pp.   1921 1 925,     do i:  10.1109/ E C T C .2014.6897564.       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS       P ra dy um n a   Kum a D h a l           re cei v ed   h i s   M. E .   d e g r ee   p o w er  s y s t em s   fro T h i ag araj ar   Co l l eg e   o E n g i n ee ri n g   u n d e r   Mad u rai   K a maraj   U n i v e rs i t y ,   Mad u rai .   H r ece i v e d   h i s   Ph . D .   d e g r ee   i n   p o w e s y s t em s   fro m   Sat h y ab am a   U n i v e rs i t y ,   Ch en n ai .   H i s   c u rr en t l y   w o rk i n g   as   p ro f e s s o i n   E l ec t ri c a l   a n d   E l ec t ro n i c s   E n g i n ee ri n g   D e p art m en t   at   V e l T ech .   Ran g araj a n   D r. Sag u n t h a l R& D   In s t i t u t e   o S c i en c e   a n d   T ech n o l o g y ,   C h e n n ai .   H p u b l i s h ed   t e ch n i c al   p ap e rs   i n   i n t e rn at i o n a l   an d   n at i o n a l   j o u rn a l s   an d   co n f e r en c e s .   H i s   ar e o i n t e r e s t   i s   p o w e r   s t ab i l i t y ,   p o w er  q u al i t y ,   a n d   o p t i mi zat i o n   t e ch n i q u e s   i n   p o w er  s y s t em .   H e   i s   mem b e i n   I ST E   a n d   IE E E .   H e   c a n   b c o n t ac t ed   at   em ai l :   p rad y u mn a. d h al @ r e d i ff m ai l . c o m .       M u r ku r   R a jes h           recei v ed   h i s   M. T ech .   d eg r ee   C A D / CA M   fro J N T U A C E P   u n d e r   J N T U A   U n i v e rs i t y ,   h e   i s   p u rs u i n g   P h . D .   d e g r ee   i n   mec h a n i c a l   en g i n ee r i n g   fr o m   V el .   T e ch .   Ran g araj an   D r. Sag u n t h al a   R&D   I n s t i t u t e   o S ci en ce  an d   T ec h n o l o g y   C h e n n ai .   H h as   t e ach i n g   e x p e ri en ce   o f   n e ar l y   1 2   y e ars .   Cu rr e n t l y   w o r k i n g   as   as s i s t an t   p ro fe s s o (A d h o c i n   J N T U A CE P ,   Pu l i v e n d u l a,   K ad ap a,   A n d h ra   Prad e s h ,   I n d i a.   I n   t h D e p art men t   o M ech an i c al   E n g i n ee r i n g ,   h e   i s   mem b e i n   M I E   an d   I E E E .   H e   c a n   b e   c o n t ac t e d   at   em ai l :   raj e s h mu rk u r9 @ g m a i l . c o m .       Sh a i k   H u s s a i V a l i           rece i v e d   h i s   M. T ech .   d e g r ee   i n   m a c h i n e   d ri v e s   an d   p o w e r   e l ec t ro n i c s   fro II T   K h arag p u r ,   K h ara g p u r.   H r ece i v e d   h i s   P h . D .   d eg r e i n   e l ec t ri c a l   e n g i n ee ri n g   fro m   J N T U A   A n a n t ap u ramu .   H e   i s   cu rr en t l y   w o r k i n g   as   as s i s t an t   p ro fe s s o in  E l ec t ri c al   an d   E l ec t ro n i c s   E n g i n ee ri n g   D e p art me n t   at   J N T U A   Co l l e g o E n g i n ee ri n g ,   Pu l i v en d u l a.   H e   p u b l i s h e d   t ech n i c al   p ap e rs   i n   i n t ern at i o n a l   a n d   n at i o n a l   j o u r n al s   a n d   c o n f e r e n ce s .   H i s   ar e a   o f   i n t e r e s t   i s   p o w e r   e l ec t ro n i c s   an d   r e n ew ab l e   en e rg y   s y s t em s .   H i s   mem b e r   i n   I ST E   a n d   M IE .   H e   c a n   b co n t a c t ed   at   em ai l :   h u s s ai n v al i 4 @ g m a i l . co m .       S a dhu   R a dh a   Kr i s hn a           i s   w o r k i n g   a s s o ci at p ro fe s s o r ,   D e p t art m en t   o f   Co m p u t e S ci e n ce   a n d   E n g i n ee ri n g ,   J N T U A   C o l l e g e   o E n g i n ee r i n g   Pu l i v e n d u l a,   I n d i a .   H h as   1 7   y e ars   o e x p e ri en ce   i n   t e a c h i n g   an d   r e s e ar c h .   H e   o b t ai n ed   h i s   Ph . D .   fr o m   J aw a h arl a l   N eh ru   T ech n o l o g i c al   U n i v e rs i t y ,   K A K IN A D A ,   In d i a .   H i s   ar e as   o f   r e s e ar c h   ar e   s p eech   p ro ce s s i n g ,   b i g   d at a,   an d   m a ch i n e   l e ar n i n g .   H e   h a s   p u b l i s h ed   p ap e rs   i n   n at i o n a l   an d   i n t e r n at i o n al   c o n fe r en ce s   an d   r e f e reed   j o u rn a l s .   H i s   l i f e   mem b e o p ro f e s s i o n a l   o rg an i zat i o n s   s u c h   as   In d i an   So ci e t y   f o T ech n i c al   E d u c at i o n   ( I ST E ).   H c an   b e   co n t a c t ed   at   em ai l :   rk s ad h u . c s e @ j n t u a . a c . i n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l   I S S N: 2252 - 8776       A dv anc ing  s e mic onduc tor   int e gr ati on:   3D  I C s   and   P e r y lene - N   as   s upe r ior     ( P r ady umna  K uma r   D hal )   613     M a l a g o n da   Si v a   Kum a r           recei v ed   h i s   B . T ech .   d e g r ee  i n   t h b ran c h   o f   e l ec t ro n i c s   an d   c o mmu n i c at i o n   en g i n ee r i n g   fr o J N T U   A n a n t ap u ram ,   A n d h ra   Prad e s h ,   In d i i n   2 0 0 7 .   H c o m p l e t e d   h i s   M. T ec h .   fr o m   J N T U   A n an t ap u ra m ,   A n d h ra  Prad e s h ,   In d i i n   2 0 1 1 .   H e   i s   p u rs u i n g   P h . D .   i n   t h e   D e p art me n t   o E l ec t ro n i c s   a n d   C o mm u n i c at i o n   E n g i n ee r i n g ,   V e l T e ch .   Ra n g ara j an   D Sa g u n t h al R& D   In s t i t u t e   o S ci en ce  an d   T ech n o l o g y ,   A v a d i ,   Ch en n a i - 6 0 0 0 6 1 ,   I n d i a.   H e   c a n   b c o n t ac t ed   at   em ai l :   m . s i v a k u mar4 5 0 @ g m a i l . c o m .       V em pa l l e   R a fi           r ece i v e d   h i s   M. T ec h .   d eg r ee   el ec t ri c a l   p o w er  s y s t em s   fr o m   H I T u n d e r   J N T U H   U n i v e rs i t y ,   h e   r ece i v e d   h i s   Ph . D .   d eg r ee   i n   p o w e s y s t em s   fr o m   V e l T ech .   Ran g araj a n   D r. Sag u n t h al R& D   I n s t i t u t e   o Sci e n ce  an d   T ech n o l o g y ,   Ch en n a i .   H e   h as   t e ach i n g   e x p e ri en ce   o f   n e ar l y   1 4   y e ars .   Cu rr e n t l y   w o r k i n g   as   as s i s t an t   p ro fe s s o (A d h o c i n   J N T U A CE P ,   Pu l i v e n d u l a,   K ad ap a,   A n d h ra  Pra d e s h ,   In d i a.   I n   t h D e p art men t   o E l ec t ri c a l   a n d   E l ec t ro n i c s   E n g i n ee ri n g ,   h e   i s   mem b e r   i n   M I E   a n d   IE E E .   H c an   b c o n t ac t e d   at   em a i l :   v em p al l e rafi @ g m a i l . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.