I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  15 ,   No .   3 Sep tem b er   20 26 ,   p p .   1 1 8 8 ~ 1 1 9 6   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v15 i 3 . pp 1 1 8 8 - 1 1 9 6          1188       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Desig n and  ana ly sis  of low - dielec tric  TS V line rs fo r nois mitig a tion in hig h - frequ ency  3D I C s       P a t ha k un t a   G uru P ra t ha p Re dd y 1 Sra v a n Abhil a s K o t ha pa lli 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g B h a r a t i y a   E n g i n e e r i n g   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y   I n n o v a t i o n   U n i v e r si t y ,   G o r a n t l a ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   M a l l a r e d d y   U n i v e r si t y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 3 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Ap r   1 6 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma y   1 7 ,   2 0 2 6       M o o re Law   h a d riv e n   th e   d e v e lo p m e n t   o v e ry   lar g e - sc a le   in teg ra ti o n   ( VLS I )   tec h n o l o g y ,   a l lo wi n g   c o n ti n u o u s   tran sist o sc a li n g   t o   in c re a se   sp e e d ,   d e n sity ,   a n d   p e rfo rm a n c e .   Ho we v e r,   a two - d ime n sio n a (2 D)  in teg ra ted   c ircu it s   (ICs)   n e a th e ir  p h y sic a a n d   p e rfo rm a n c e   b o u n d a ries ,   a n d   2 . 5 ICs  stil fa c e   in terc o n n e c d e lay   a n d   p o we r   issu e s,  th re e - d ime n si o n a (3 D)   in teg ra ti o n   h a b e c o m e   a   p ra c ti c a so lu ti o n .   In   3 ICs,  m u lt ip le  a c ti v e   lay e rs  a re   v e rti c a ll y   sta c k e d   a n d   c o n n e c ted   v ia  t h ro u g h - sili c o n   v ias   (TS Vs ),   p ro v id i n g   s h o rt,   h i g h - b a n d wi d th   in terc o n n e c ts  b e twe e n   lay e rs.  El e c tri c a TS Vs   a re   e ss e n ti a fo sig n a tr a n sm issio n ,   b u t   a lso   c a u se   n o is e   c o u p li n g   b e twe e n   a d jac e n T S Vs ,   w h e re   a n   a g g re ss iv e   TS c a n   in d u c e   in terf e re n c e   in   a   n e a rb y   TS V.  T h is  c o u p li n g   c a n   imp a ir  sig n a in teg r it y ,   in c re a sin g   d e lay   a n d   p o we c o n su m p t io n .   T o   m i ti g a te  t h is,  l o w - d iele c tri c - c o n sta n (l o w - k )   m a teria ls  a r e   u se d   to   re d u c e   c a p a c it iv e   c o u p li n g .   In   t h is  stu d y ,   m a teria ls   su c h   a b e n z o c y c l o b u ten e   (BC B),   P e ry len e - N,  a n d   Teflo n   AF   1 6 0 0   a re   c o m p a re d   with   c o n v e n ti o n a S i O₂ .   G e n e ra ll y ,   TS Vs   a re   two   str u c tu re   sin g le - li n e a n d   sta c k e d - l in e   wh ich   a re   a n a l y se d   a t   1 0   G Hz   a n d   1   THz   fre q u e n c ies .   At   1 0   G Hz ,   th e   sin g le - li n e str u c tu re   i n c o r p o ra t in g   S iO   e x h ib it a   n o ise   re d u c ti o n   o f   a b o u 6 . 5 6   d B,   wh e re a t h e   sta c k e d - li n e r   c o n fig u ra ti o n   u si n g   Tefl o n   AF  1 6 0 0   p ro v id e a   n o t i c e a b ly   g re a ter  re d u c ti o n   o 8 . 4 0   d B.   As   t h e   o p e ra ti n g   fre q u e n c y   in c re a se to   1   THz ,   t h e   a d v a n tag e   o f   th e   lo w - k   d iele c tri c   b e c o m e m o r e   e v id e n t,   y ield in g   9 . 6 3   d n o ise   re d u c ti o n   fo th e   sin g le - li n e a n d   1 2 . 0 4   d fo th e   sta c k e d - li n e stru c tu re .   Th e se   re su lt in d ica te  th a l o w - k   m a teria ls  e ffe c ti v e ly   su p p re ss   c a p a c it iv e   c o u p li n g   a n d   m it ig a te  h ig h - fre q u e n c y   in terfe r e n c e   in   3 D   IC s.   Th e   sta c k e d - li n e d e si g n   c o n tri b u tes   a d d i ti o n a iso latio n   b y   c re a ti n g   a   se c o n d a ry   d iele c tri c   b a rrier,  wh ich   f u rth e r   m in imiz e e lec tri c   field   i n tera c ti o n   b e twe e n   n e ig h b o ri n g   in terc o n n e c ts.  Th u s,  t h e   in te g ra ti o n   o l o w - k   d iele c tri c with   o p ti m ize d   li n e a rc h it e c tu re sig n ifi c a n tl y   e n h a n c e sig n a in teg rit y   a n d   o v e ra ll   e lec tro m a g n e ti c   p e rfo rm a n c e   in   a d v a n c e d   h i g h - fre q u e n c y   3 D IC  s y ste m s.   K ey w o r d s :   C lam o u r   co u p lin g   E lectr ical  T SV   Per y len e - N   T h er m al  T SV   T h r ee - d im e n s io n al  I C   T h r o u g h   s ilico n   v ias   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Path ak u n ta  Gu r u   Pra th ap   R ed d y   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics   an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,   B h ar atiy E n g in ee r i n g   Scien c an d   T ec h n o lo g y   I n n o v atio n   Un iv er s ity   Vid h y Nag ar ,   Go wn iv ar ip alli ,   Go r an tla  m an d al,   Sri  Sath y Sai D is tr ict,   An d h r Pra d esh ,   I n d ia   E m ail:  2 0 2 3 s ec e0 0 7 @ b esti u . ed u . in       1.   I NT RO D UCT I O N   Ov er   th p ast  s ev er al  d ec ad es,   Mo o r e L aw - t h em p i r ical  o b s er v atio n   th at   th n u m b er   o f   tr an s is to r s   o n   ch ip   d o u b les r o u g h l y   ev e r y   two   y ea r s - h as ser v ed   as th co r n er s to n f o r   co n tin u in g   p r o g r ess   in   v er y   lar g 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 ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   a n d   a n a lysi s   o f lo w - d iel ec tr ic  TS V   lin ers   fo r   n o is e   … ( P a th a k u n ta   Gu r u   P r a th a p   R ed d y )   1189   s ca le  in teg r atio n   ( VL SI )   tec h n o lo g y .   Scalin g   d o w n   tr an s is to r   d im en s io n s   h as  en a b led   e n h an ce d   p er f o r m a n ce ,   lo wer   p o wer   co n s u m p tio n ,   an d   h ig h er   in teg r atio n   d en s ity   [ 1 ] [ 3 ] .   Yet,   as  d e v ice  d im en s io n s   en ter   th e   d ee p   n an o m eter   r eg im e,   p lan a r   two - d im en s io n al  ( 2 D)   in te g r ated   cir cu its   ( I C s )   in cr ea s in g ly   c o n f r o n t   f u n d am en tal   lim itatio n s in ter co n n ec d elay s ,   p ar asit ic  ca p ac itan ce s ,   r is in g   r esis tan ce s ,   h ea d is s ip atio n ,   an d     s ig n al - in teg r ity   d eg r a d atio n   [ 4 ] [ 6 ] .   T o   p ar tially   m itig ate  th ese  lim itatio n s ,   2 . 5 in teg r ati o n   was  in tr o d u ce d .   I n   2 . 5 D,   d is cr ete  d ies  ( ch i p s )   ar p lace d   s id b y   s id an d   co n n ec ted   v ia  a n   in ter p o s er   ( e. g . ,   s ilico n   in ter p o s er )   o r   r ed is tr ib u tio n   lay er s   ( R DL s )   [ 6 ] [ 9 ] .   W h ile  2 . 5 o f f er s   im p r o v em e n ts   in   b an d wid th   an d   m o d u la r   in teg r atio n ,   it  s till   s u f f er s   f r o m   r elativ ely   lo n g   in ter c o n n ec p ath s ,   lim ited   v er tical  c o m m u n icatio n ,   an d   r esid u al  laten cy   an d   p o wer   o v er h ea d s - esp ec ially   wh en   b r id g in g   lar g later al  d is tan ce s .   C o n s eq u en tly ,   th r ee - d im en s io n al  ( 3 D)   in te g r atio n   h as  g ain ed   atten tio n   as  p r o m is in g   ev o lu tio n .     I n   3 I C s ,   m u ltip le  ac tiv d e v ice  lay er s   ( d ies)  a r v e r tically   s tack ed   an d   in ter c o n n ec te d   b y   th r o u g h - s ilico n   v ias   ( T SVs )   [ 1 0 ] [ 1 2 ] .   T h e s v er tical  in ter co n n e cts  d r asti ca lly   s h o r ten   s ig n al  p ath   len g th s ,   im p r o v e   b an d wid th ,   an d   en a b le  f i n er - g r ain ed   h eter o g en e o u s   in te g r atio n   ( e . g . ,   lo g ic   ato p   m em o r y )   with   r e d u ce d   f o o tp r i n t a n d   l o wer   laten cy   [ 1 3 ] [ 1 5 ] .   Ho wev er ,   elec tr ical  T SVs   b r i n g   th eir   o wn   s et  o f   ch allen g es .   At  h ig h   f r eq u en cies,  th r ela tiv ely   h ig h   d ielec tr ic  co n s tan o f   SiO₂  in cr ea s es  p ar asit ic  ca p ac itan ce ,   lead in g   to   s ig n if ican ca p a citiv co u p lin g   an d   cr o s s talk   n o is b etwe en   ad jace n T SVs .   T h is   l im itatio n   m o tiv ates  th u s o f   lo w - k   d ielec tr ic  m ater ials ,   wh ich   ef f ec tiv ely   r e d u ce   co u p lin g   ef f ec ts   an d   im p r o v s ig n al  i n teg r ity   in   3 I C s .   m ajo r   h u r d l is   n o is co u p lin g   ( cr o s s talk )   b etwe en   ad jace n T SVs th s witch in g   ac tiv ity   i n   o n e   T SV  ( th e   “a g g r ess o r ”)   ca n   ca p ac itiv ely   o r   in d u ctiv ely   c o u p le   u n wa n ted   s ig n als  in to   its   n eig h b o u r   ( th “v ictim ”)   [ 1 6 ] .   T h is   c o u p lin g   lead s   to   s ig n al   d is to r tio n ,   p r o p ag atio n   d elay ,   an d   d e g r ad atio n   in   r eliab ilit y ,   p ar ticu lar ly   at  h i g h   f r eq u e n cies  [ 1 7 ] .   T o   r ed u ce   s u ch   in ter f e r en ce ,   d esig n er s   o f ten   o p f o r   lo w - d ielec tr ic - co n s tan ( lo w - k )   m ater ials     as  in s u latin g   lin er s   o r   d ielec tr ics  b etwe en   T SVs .   B y   lo wer in g   th d ielec tr ic  co n s tan t,  th p ar asit ic  ca p ac itan ce - an d   h en ce   co u p lin g - can   b r ed u ce d   [ 1 8 ] .   C o n v en tio n al  SiO₂  is   wid ely   u s ed ,   b u n ew  d ielec tr ic   m ater ials   s u ch   as  b en zo cy clo b u ten e   ( B C B ) ,   Per y len e - N,   an d   T ef lo n   AF  1 6 0 0   h av attr ac ted   atten tio n   d u to   th eir   lo wer   p er m itti v ity   an d   f av o u r a b le  elec tr ical  is o latio n   ch ar ac ter is tics   [ 1 9 ] .   B ey o n d   m ater ial  ch o ices,  th s tr u ctu r al  d esig n   o f   th T SV i s o latio n   is   also   v ital.  T wo   co m m o n   T SV lin er   co n f ig u r atio n s   ar th s in g le - lin e r   an d   th e   s tack ed - lin er   ( d ielec tr ic m etal d ielec tr ic)   s tr u ctu r es  [ 2 0 ] .   T h ese  d if f e r en a r r an g e m en ts   in f lu en ce   th e   co u p lin g   p ath s   an d   s h ield in g   e f f ec tiv en ess ,   esp ec ially   at  h ig h   f r eq u e n cies.    I n   th is   wo r k ,   we  an aly s an d   co m p a r th n o is e - co u p lin g   p er f o r m an ce   o f   s in g le - lin er   an d     s tack ed - lin er   T SV  s tr u ctu r es  at  1 0   GHz   an d   1   T Hz  u s in g   d ie lectr ic  m ater ials   in clu d in g   SiO₂,  B C B ,   Per y len e - N,   an d   T ef l o n   AF  1 6 0 0 .   Ou r   r esu lts   q u an tify   t h n o is e - s u p p r ess io n   ef f ec tiv e n ess   ( in   p er ce n tag an d   d B )     f o r   ea c h   co n f ig u r atio n ,   t h er e b y   h ig h li g h tin g   th m er its   o f   lo w - k   m ater ials   an d   a d v an ce d   lin er   d esig n s     in   3 I C   s y s tem s .       2.   L I T E R AT U RE   SU RVE Y   Vem p alle  an d   Dh al   [ 2 1 ]   e x p er im en tally   in v esti g ate  th u s o f   B C B   as  p o ly m er   f illi n g /lin er   f o r   h ig h - asp ec t - r atio   an n u lar   tr e n ch es  u s ed   in   T SV  f ab r icatio n .   T h p a p er   r e p o r ts   B C B s   lo d ielec tr ic  co n s tan t,   ch em ical  r esis tan ce ,   an d   h ig h   th er m al  s tab ilit y   af ter   cu r in g   -   p r o p er ties   th at  r ed u ce   T S ca p ac itan ce   an d   im p r o v elec tr ical  is o latio n   co m p ar ed   to   c o n v e n tio n al  SiO₂  lin er s .   T h wo r k   also   d is cu s s es   p r o ce s s in g   ch allen g es  an d   d em o n s tr ates  B C B s   v iab ilit y   f o r   d en s T S ar r ay s .   Alt h o u g h   p r im a r ily   th er m o - m ec h an ical   r eliab ilit y   s tu d y ,   J u n g   et  a l.   [ 2 2 ]   co m p a r SiO₂  an d   p o ly m er   lin er s   ( in clu d in g   B C B )   f o r   T SVs   an d   s h o th at  B C B s   m u ch   lo wer   Yo u n g s   m o d u lu s   r ed u ce s   s tr ess   co n ce n tr atio n s   at  th T SV/li n er   in te r f ac e.   T h p ap er   is   im p o r tan t   b ec au s it  lin k s   li n er   m ec h an ical  p r o p er ties   to   b o th   r eliab ilit y   an d   th e   ele ctr ical  p er f o r m an ce   tr ad eo f f s   wh en   r ep lacin g   SiO₂ w ith   s o f ter ,   lo w - k   p o ly m e r s   [ 2 3 ] .   Z h o n g   et  a l.   [ 2 4 ]   d e v elo p   lu m p ed - cir c u it  an d   s ca tter in g - p ar am eter   ( S - p ar am eter ) - b ased   m o d els  f o r   T SV - to - T SV  co u p lin g ,   q u an tify in g   h o d ielec tr ic  p ar a m eter s   an d   T SV  g eo m etr y   in f lu en ce   cr o s s talk .     W h ile  th p ap er   u s es  SiO₂  in   m an y   b aselin m o d els,  its   m o d ellin g   ap p r o ac h   is   d i r ec tly   ap p licab le  to   th e   s tu d y   o f   alter n ativ lin er s   s u ch   as  B C B .   I is   f r eq u en tly   cited   b y   s u b s eq u e n m ate r ial - f o c u s ed   s tu d ies .   T h is   p ar am etr ic  elec tr o m ag n etic  s tu d y   s y s tem atica lly   an aly s es  h o T SV  g eo m etr ic  an d   m ater ial  p ar am eter s   ( in clu d in g   SiO₂  lin er   t h ick n e s s   an d   d if f er en d ielec tr ics)  af f ec in ter p o s er   a n d   T SV  cr o s s talk .   T h p ap e r   p r o v id es  d esig n   g u id elin es  to   m in im is ca p ac itiv co u p lin g   an d   illu s tr ates  th s ig n if i ca n r o les  th at  th d ielec tr ic  co n s tan t a n d   lin e r   co n f ig u r atio n   p lay   at  m u lti - GHz   f r eq u e n cies  [ 2 5 ] .   T h is   s tu d y   ch ar ac ter is es  th th er m al  an d   elec tr ical  b eh av io u r   o f   T SVs   with   B C B   lin er s   R esu lts   s h o r ed u ce d   T SV  ca p ac itan ce   an d   im p r o v ed   h i g h - f r e q u en c y   is o latio n   c o m p ar ed   to   SiO₂  lin er s .   Ho wev er ,   th a u th o r s   war n   ab o u tr ad e - o f f s   in   th er m al   c o n d u ctio n   ( p o ly m er   lin er s   r e d u ce   th er m al  p ath s )   a n d   r ec o m m en d   d esig n   m ea s u r es  f o r   h ea r em o v al  in   s tack ed   d ies.  T h p ap er   is   u s ef u b ec au s it  q u an tifie s   th elec tr ical  b en ef its   alo n g s id th er m al  p en alties  [ 2 6 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   3 Sep tem b er   20 26 1 1 8 8 - 1 1 9 6   1190   3.   DE S I G P ARA M E T E R S   T o   m in im is e   am b ien t   in ter f er en ce   d u r in g   th e   in teg r atio n   o f   3 I C s ,   m u ltip le  m o d els  a r em p lo y ed   ac r o s s   v ar io u s   ch ip s .   Fin is h ed   th e   u s o f   th r o u g h - s ilico n   v i as  ( T SVs ) ,   3 I C s   alig n   ch ip s   b y   s tack in g   th e m   b o th   elec tr o s tatically   an d   v e r tically .   T h e   cu r r en f o ca p o in with in   3 IC u tili s in g   T SVs   lies   in   th e   p er f o r m an ce - to - clam o u r - co u p lin g   r atio   o f   th s y s tem .   T SVs   ar ess en tial  f o r   3 I C s   to   estab lis h   co m m u n icatio n   with   o th er   ac tiv d ev ices.  An   is s u ar is e s   wh en   th T SV  o f   th af f ec te d   ch ip   p ick s   u p   th e   elec tr ical  s ig n al  p ath   T SV clam o u r .   R esear ch   d em o n s tr ates  th at  s u b s titu tin g   th co r e   m a ter ials   f o r   d if f e r en t   lin er s   ca n   d ec r ea s cr o s s talk   co u p lin g   b etwe en   th elec tr ic al  T SV  ( E T SV)   an d   th a f f ec ted   T SV,  as  well  as   b etwe en   th T SV  an d   s ilico n .   T h s tr o n g   co n n ec tio n   b etwe en   th T SV  a n d   th af f licted   T SV  is   co n f ir m ed   an d   s tu d ied .   I n   ac co r d an ce   with   th in ter n atio n al  tech n o lo g y   r o ad m ap   f o r   s em ico n d u cto r s   ( I T R S )   r o ad m ap ,   th n o r m al  p itch ,   wh ich   is   th e   d is tan ce   b etwe en   T SVs ,   f alls   with in   th r an g o f   2   μ m   to   8   μ m .   T h elec tr ical   in ter f er e n ce   b etwe en   t h im p ac ted   T SVs   an d   s ig n al - tr an s m itti n g   T SVs   ( in ten s T SVs )   m ay   b e v alu ated   u s in g   f in ite  elem en an aly s is   an d   3 IC   m o d el,   as  illu s tr ated   in   Fig u r 1 .   Fig u r 1 ( a)   s h o ws  T SV s   with   a   s in g le - lin er   s tr u ctu r e,   wh ile  Fi g u r 1 ( b )   p r esen ts   T SVs   wi th   s tack ed - lin er   s tr u ctu r e .   Fig u r 1 ( c)   d ep icts   th p o ten tial  v a r iatio n   b etwe en   a g g r ess iv an d   v ictim   T SVs   u s i n g   d is p ar ate  d ielec tr ic   m ater ia ls   in   s in g le - lin er   3 I C   co n f ig u r atio n ,   an d   Fig u r 1 ( d )   illu s tr ates  th e   co r r esp o n d in g   p o te n tial  v ar iatio n   in   s tack ed - lin er   3 I C   co n f ig u r atio n .   Fin ite  elem en m eth o d   ( FEM )   m o d els  d r aw   o n   a   wid r a n g e   o f   p h y s ical  d is cip lin es,  in clu d in g   elec tr o s tatics,  h ea t tr an s p o r t,  a n d   m an y   m o r e.           ( a)   ( b )         ( c)   ( d )     Fig u r 1 .   T o p - v iew  e lectr ical  T SV ( E T SV)   m o d els illu s tr atin g   d if f er en t lin er   co n f i g u r atio n s   an d   p o ten tial v ar iatio n s ;   ( a)   T SVs   with   s in g le - lin er   s tr u ctu r e ,   ( b )   T SVs   with   s tack ed - lin er   s tr u ctu r e   ( c)   po te n tial v ar iatio n   b etwe en   ag g r ess iv an d   v ictim   T SVs   u s in g   d is p ar ate  d ielec tr ic  m ater ials   in     s in g le - lin er   3 I C   co n f ig u r ati o n ,   an d   ( d )   p o te n tial v ar iatio n   b etwe en   ag g r ess iv an d   v icti m   T SVs     u s in g   d is p ar ate  d ielec tr ic  m ate r ials   in   s t ac k ed - lin er   3 I C   co n f ig u r atio n       T h T SVs   h av to tal  ar ea   o f   4   µm ,   th ic k n ess   o f   0 . 1 5   µ m ,   an d   h eig h o f   8   µ m ,   as  s h o wn   in   T ab le  1 .   wid r an g o f   d iele ctr ic  m ater ials   with   d if f er en r atio s   wer in clu d ed   in   th s im u latio n .   T ef lo n - AF  1600 s   ex ce p tio n al  h ea s tab ilit y ,   lo d ielec tr ic  lo s s ,   an d   lo d ielec tr ic  co n s tan m ak it  v alu ab le  d ielec tr ic  m ater ial.   I wo r k s   wo n d er f u ll y   f o r   u s es  in v o lv i n g   h ig h   f r e q u en cies  an d   ef f ec ti v en er g y   s to r ag e.   I is   well - 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 ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   a n d   a n a lysi s   o f lo w - d iel ec tr ic  TS V   lin ers   fo r   n o is e   … ( P a th a k u n ta   Gu r u   P r a th a p   R ed d y )   1191   s u ited   f o r   h ig h - tech   elec tr o n ic  d ev ices,  s u ch   as  f lex ib le  an d   wea r ab le  elec tr o n ics,  d u to   its   ad ap tab le  m o lecu lar   s tr u ctu r an d   co m p atib ilit y   with   f lex ib le  s u b s tr a tes.  Fu r th er m o r e,   it  p er f o r m s   r eliab ly   o v er   tim e   an d   in   v ar iety   o f   en v ir o n m e n ts   th an k s   to   its   en v ir o n m en t al  r esil ien ce .   T h r esu lts   r ev ea th at  co m p ar ed   to   tr ad itio n al  m ater ials ,   T e f lo n - AF  1 6 0 0   h as  s u p er io r   d ielec tr ic  ch ar ac ter is tics ,   r esu ltin g   i n   4 4 . 4 d ec r ea s e   in   n o is co u p lin g   a n d   a   2 0 r e d u ctio n   i n   p o wer   co n s u m p tio n .   Hig h   m eltin g   p o in m ater ia ls   im p r o v t h er m al   s tab ilit y   an d   av o id   T SV  d eter io r atio n th is   p r o v es  th at  T ef l o n - AF  1 6 0 0   is   v ia b le  o p tio n   f o r   lo we r in g   n o is co u p lin g   in   3 I C s ,   wh ich   in   tu r n   en ab les  h ig h - p er f o r m an ce ,   d ep e n d ab le   3 I C s   f o r   a   wid r an g e   o f   u s es.   R ed u cin g   h o ts p o ts   is   m ad p o s s ib le  b y   h ig h   th e r m al  co n d u c tiv ity ,   wh ich   allo ws  f o r   e f f ec ti v h ea d is p er s io n .   T ak en   as a   wh o le,   th ese  f ea tu r es b o o s t T SV p er f o r m an ce   an d   d ep e n d ab ilit y .       T ab le  1 .   Simu latio n   p ar am eter s   as p er   I T R S r o ad m ap   P a r a me t e r   V a l u e   TSV   d i a me t e r   2 . 0 0   µ m   Li n e r   m a t e r i a l   t h i c k n e ss   0 . 1 5 0   µm   TSV   h e i g h t   8 . 0 0   µ m   A g g r e ss i v e   TSV   t o   v i c t i m TSV   d i st a n c e   4 . 0 0   µ m   P i t c h   2 . 0 0   µ m       T ab le  2   in d icate s   th k ey   p h y s ical  an d   elec tr ical  p r o p er ties   o f   d ielec tr ic  m ater ials   u s ed   in   T SV  lin er   s tr u ctu r es.  I s h o ws  th at  T ef lo n   AF  1 6 0 0   h as  th lo west  d iel ec tr ic  co n s tan an d   th er m al  c o n d u ctiv ity ,   m ak in g   it id ea l f o r   m in im is in g   ca p ac it iv co u p lin g   a n d   h ea t tr a n s f er .   C o m p ar ed   to   co n v en ti o n al  Si O₂,   lo w - k   m ater ials   s u ch   as  B C B ,   Per y len e - N,   an d   T ef lo n   AF  1 6 0 0   o f f er   s u p e r io r   elec tr ical  is o latio n   an d   th er m al  s tab ilit y   f o r   ad v an ce d   3 D   I C   ap p licatio n s .   Fig u r 1   illu s tr ates  th E T SV  to p - v iew  m o d els  c o m p ar i n g   s in g le -   a n d   s tack ed - lin er   s tr u ctu r es.  I also   d e p icts   h o th p o ten tial  v ar ies  b et wee n   ag g r ess iv an d   v ictim   T SVs   wh en   d if f er en t   d ielec tr ic  m ater ials   ar em p lo y ed   in   b o th   co n f ig u r atio n s .   Fig u r 2   illu s tr ates  th E T SV  v is u al  r ep r esen tatio n   o f   th e   p r o p o s ed   m o d el   f o r   s in g le -   an d   s tack ed - lin e r   s tr u ctu r es.   Fig u r 3   p r esen ts   v is u al  r ep r esen tatio n   o f   th e   p r o p o s ed   m o d el  th at  ev alu ate s   clam o u r   co u p lin g   f r o m   to p - d o wn   p e r s p ec tiv e.   Fig u r 4   s h o ws  th s tack ed   lin er   s tr u ctu r e,   wh e r v ar i o u s   d ielec tr ic  m ater ials   ar em p l o y ed ,   a n d   th e   v ar iatio n s   b et wee n   th T SVs   ar ex am in ed   in   3 v iew.   Fig u r 5   ex p lain s   th ex p lo r atio n   o f   elec tr ical  in ter f er en ce th d ielec tr ic  p r o p er ties   o f   T ef lo n   AF 1 6 0 0   wer s cr u ti n is ed   u s in g   to p - v iew  E T SV  m o d el.       T ab le  2 .   Var io u s   d ielec tr ic  m a ter ials   u s ed   in   T SVs   ex am in ed   P a r a me t e r   S i O 2   B C B   T e f l o n   A F   1 6 0 0   P e r y l e n e - N   D i e l e c t r i c   c o n s t a n t   ( )   3 . 9   2 . 5   1 . 9   2 . 2   V o l u m e   r e s i s t i v i t y   ( Ω · c m )   > 1 0 18   1 × 10 19   10 × 10 22 - 10 × 10 24   1 . 4 × 10 17   M e l t i n g   p o i n t   ( ° C )   > 1 5 0 0   3 5 0   3 2 7   4 2 0   C o e f f i c i e n t   o f   t h e r m a l   c o n d u c t i v i t y   ( W / m · K )   1 . 4   0 . 3   0 . 2 5   0 . 1 2 6   C o e f f i c i e n t   o f   t h e r m a l   e x p a n s i o n   ( p p m / ° C )   0 . 5   42   1 . 2 - 1 . 7   69             Fig u r 2 .   S u g g ested   m o d el  v is u al    r ep r esen tatio n     Fig u r 3 .   3 v iew  o f   a   s tack ed   lin er   s tr u ctu r e   an d   v ar io u s   d ielec tr ic  m ater ials     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   3 Sep tem b er   20 26 1 1 8 8 - 1 1 9 6   1192       Fig u r 4 .   T o p - v iew  E T SV m o d el  with   T ef lo n - AF 1 6 0 0   d iele ctr ic  ch ar ac ter is tics       4.   SI M UL A T I O N   R E S UL T S   R ed u cin g   T SV  p itch   in cr ea s es   ca p ac itiv co u p lin g ,   lead in g   to   h ig h er   cr o s s talk   an d   n o is e.   I n cr ea s in g   p itch   im p r o v es  s ig n al   is o latio n   b y   r e d u cin g   elec tr o m a g n eti in ter f e r e n ce .   T h u s ,   T SV  p itch   p r esen ts   a   tr ad e - o f f   b etwe en   in teg r atio n   d en s ity   an d   n o is p er f o r m an ce .   E x p lo r es  h o w   p r o p o s ed   lo w - k   d ielec tr ics  in f lu en ce   elec tr ical  p o ten tial  i n   s in g le -   an d   s tack ed - lin er   T SVs .   B y   c o m p ar in g   T ef lo n   AF  1 6 0 0 ,   B C B ,   an d   Per y len e - ag ain s SiO₂,  th s tu d y   ass ess es  ca p ac itiv co u p lin g ,   f ield   c o n f in em e n t,  a n d   s ig n al  in teg r i ty   ac r o s s   1   GHz   t o     1   T Hz,   h ig h lig h tin g   s tack e d   lin er s   s u p er io r   is o latio n .     4 . 1 .     E lect rica l po t ent ia o f   s i ng le  lin er   s t ruct ure  u s ing   pr o po s ed  dielect ric  m a t er ia ls   Fig u r es  5   a n d   6   s h o h o th elec tr ic  p o ten tial  v a r ies  alo n g   th e   ar le n g th   b etwe en   th ag g r ess iv e   T SV  an d   th v ictim   T SV  at   a n   o p er atin g   f r eq u e n cy   o f   1 0   GHz   f o r   d if f er en d ielec tr ic  lin er   m ater ials SiO₂,  T ef lo n - AF  1 6 0 0 ,   B C B ,   an d   Per y len e - N in   s in g le - lin e r   T SV  s tr u ctu r e.   C ap ac itiv co u p lin g   b etwe en   th e   co n d u ctiv v ias an d   th s u r r o u n d in g   d ielec tr ic  m ain ly   ca u s es   n o is co u p lin g   b etwe en   T SVs .   As th ar len g th   in cr ea s es  to   4   μ m ,   co r r esp o n d in g   t o   th d is tan ce   b etwe e n   th ag g r ess iv an d   v ictim   T SV s ,   th elec tr ic   p o ten tial  g r ad u ally   d ec r ea s es  f o r   all  m ater ials .   T h is   d ec r ea s s u g g ests   th at  in cr ea s in g   th p itch   b etwe en   T SVs   ef f ec tiv ely   r ed u ce s   ca p ac itiv co u p lin g ,   th er eb y   s u p p r ess in g   n o is in ter f er en ce .           Fig u r 5 .   E lectr ic  p o ten tial v ar iatio n   alo n g   t h ar b etwe en   a g g r ess o r   an d   v ictim   T SVs   f o r   v ar io u s     d ielec tr ics ( SiO₂,  B C B ,   Per y le n e - N,   an d   T ef lo n   AF 1 6 0 0 )   in   s in g le - lin er   T SV a t 1 0   GHz       Fig u r 5   s h o ws  th at  am o n g   th in v esti g ated   d ielec tr ic  m ater ials ,   SiO₂  ex h ib its   th lo west  elec tr ic   p o ten tial  at   4   μ m ,   in d icatin g   s u p er io r   in s u latio n   at  th is   d is tan ce .   C o m p ar ed   with   lo w - k   m ater ials   s u ch   as   B C B ,   Per y len e - N,   an d   T ef lo n - AF  1 6 0 0 ,   SiO₂  ac h iev es  ap p r o x im ately   7 . 8 n o is r ed u ctio n   an d   6 . 5 6   d B   s ig n al  atten u atio n   at   th v icti m   T SV  p o s itio n .   Alth o u g h   lo w - k   m a ter ials   g en e r ally   r e d u c ca p ac itiv co u p lin g   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 ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   a n d   a n a lysi s   o f lo w - d iel ec tr ic  TS V   lin ers   fo r   n o is e   … ( P a th a k u n ta   Gu r u   P r a th a p   R ed d y )   1193   m o r ef f ec tiv ely ,   in   th is   s p e cif ic  co n f ig u r atio n   an d   f r e q u en cy ,   SiO₂  d e m o n s tr ates  b ett er   s u p p r ess io n   o f     cr o s s - co u p led   n o is e   d u e   to   i ts   co m p ar ativ ely   s tab le  d ielec tr ic  b eh a v io u r   an d   h ig h er   b r ea k d o wn   v o ltag e   s tr e n g th .   Fig u r 6   s h o ws  th at  am o n g   th test ed   d ielec tr ic  m ater ials ,   T ef lo n   AF  1 6 0 0   h as  th lo west  elec tr i c   p o ten tial  at  s p ac in g   o f   4   μ m ,   in d icatin g   its   s u p er io r   is o latio n   p er f o r m an ce   at  th is   d is tan ce .   C o m p ar ed   to   o th er   lo w - k   m ater ials   s u ch   a s   B C B ,   Per y len e - N,   an d   SiO₂,  T ef lo n   AF  1 6 0 0   ac h iev es  ab o u 3 5 . 3 n o is r ed u ctio n   a n d   9 . 6 3   d B   s ig n al  atten u atio n   at  th v ictim   T SV  lo ca tio n   co m p a r ed   to   co n v en tio n al  SiO₂.   Alth o u g h   lo w - k   m ater ials   g e n er ally   p r o v id m o r ef f ec tiv ca p ac itiv co u p lin g   r ed u ctio n ,   T ef l o n   AF  1 6 0 0   d em o n s tr ates  b etter   s u p p r ess io n   o f   cr o s s - co u p led   n o is in   th is   s etu p   an d   f r eq u en c y   r an g e,   d u to   its   s tab le   d ielec tr ic  p r o p e r ties   an d   h ig h e r   b r ea k d o wn   s tr en g th   in   s in g le - lin er   s tr u ctu r at  1   T Hz.           Fig u r 6 .   E lectr ic  p o ten tial v ar iatio n   alo n g   t h ar b etwe en   a g g r ess o r   an d   v ictim   T SVs   f o r   v ar io u s     d ielec tr ics ( SiO₂,  B C B ,   Per y le n e - N,   an d   T ef lo n   AF 1 6 0 0 )   in   s in g le - lin er   T SV a t 1   T Hz       4 . 2 .     E lect rica l po t ent ia o f   s t a ck ed  lin er   s t ruct ure  us ing   p ro po s ed  dielect ric  m a t er ia ls   Fig u r es  7   a n d   8   s h o h o th elec tr ic  p o ten tial  v a r ies  alo n g   th e   ar le n g th   b etwe en   th ag g r ess iv e   T SV  an d   th v ictim   T SV  at   a n   o p er atin g   f r eq u e n cy   o f   1 0   GHz   f o r   d if f er en d ielec tr ic  lin er   m ater ials SiO₂,  T ef lo n - AF  1 6 0 0 ,   B C B ,   an d   P er y len e - N in   a   s tack ed - lin er   T SV  s tr u ctu r e.   C ap ac itiv co u p lin g   b etwe en   t h e   co n d u ctiv v ias an d   th s u r r o u n d in g   d ielec tr ic  m ain ly   ca u s es   n o is co u p lin g   b etwe en   T SVs .   As th ar len g th   in cr ea s es  to   4   μ m ,   co r r esp o n d in g   t o   th d is tan ce   b etwe e n   th ag g r ess iv an d   v ictim   T SV s ,   th elec tr ic   p o ten tial  g r ad u ally   d ec r ea s es  f o r   all  m ater ials .   T h is   d ec r ea s s u g g ests   th at  in cr ea s in g   th p itch   b etwe en   T SVs   ef f ec tiv ely   r ed u ce s   ca p ac itiv co u p lin g ,   th er eb y   s u p p r ess in g   n o is in ter f er en ce .           Fig u r 7 .   E lectr ic  p o ten tial v ar iatio n   alo n g   t h ar b etwe en   a g g r ess o r   an d   v ictim   T SVs   f o r   v ar io u s     d ielec tr ics ( SiO₂,  B C B ,   Per y le n e - N,   an d   T ef lo n   AF 1 6 0 0 )   in   s tack ed - lin er   T SV a t 1 0   GHz     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   3 Sep tem b er   20 26 1 1 8 8 - 1 1 9 6   1194   Fig u r 7   s h o ws  th at  am o n g   th test ed   d ielec tr ic  m ater ials ,   T ef lo n   AF  1 6 0 0   h as  th lo west  elec tr ic   p o ten tial  at  s p ac in g   o f   4   μ m ,   in d icatin g   its   s u p er io r   is o latio n   p er f o r m an ce   at  th is   d is tan ce .   C o m p ar ed   to   o th er   lo w - k   m ater ials   s u ch   a s   B C B ,   Per y len e - N,   an d   SiO₂,  T ef lo n   AF  1 6 0 0   ac h iev es  ab o u 3 3 . 5 n o is r ed u ctio n   a n d   1 0 . 4 6   d B   s ig n al  atten u atio n   at  th v ictim   T SV  lo ca tio n   co m p ar e d   to   c o n v en tio n al  SiO₂.  Alth o u g h   lo w - k   m ater ials   g e n er ally   p r o v id m o r ef f ec tiv ca p ac itiv co u p lin g   r ed u ctio n ,   T ef lo n   AF  1 6 0 0   d em o n s tr ates  b etter   s u p p r ess io n   o f   cr o s s - co u p led   n o is in   th is   s etu p   an d   f r eq u en c y   r an g e,   d u to   its   s tab le   d ielec tr ic  p r o p e r ties   an d   h ig h e r   b r ea k d o wn   s tr en g th   f o r   s ta ck ed   lin er   s tr u ctu r at  1 0   GHz .   Fig u r 8   s h o ws  th at  am o n g   th test ed   d ielec tr ic  m ater ials ,   T ef lo n   AF  1 6 0 0   h as  th lo west  elec tr ic   p o ten tial  at  s p ac in g   o f   4   μ m ,   in d icatin g   its   s u p er io r   is o latio n   p er f o r m an ce   at  th is   d is tan ce .   C o m p ar ed   to   o th er   lo w - k   m ater ials   s u ch   a s   B C B ,   Per y len e - N,   an d   SiO₂,  T ef lo n   AF  1 6 0 0   ac h iev es  ab o u 4 4 . 4 n o is r ed u ctio n   a n d   1 2 . 0 4   d B   s ig n al  atten u atio n   at  th v ictim   T SV  lo ca tio n   co m p ar e d   to   c o n v en tio n al  SiO₂.  Alth o u g h   lo w - k   m ater ials   g e n er ally   p r o v id m o r ef f ec tiv ca p ac itiv co u p lin g   r ed u ctio n ,   T ef lo n   AF  1 6 0 0   d em o n s tr ates  b etter   s u p p r ess io n   o f   cr o s s - co u p led   n o is in   th is   s etu p   an d   f r eq u en c y   r an g e,   d u to   its   s tab le   d ielec tr ic  p r o p e r ties   an d   h i g h e r   b r ea k d o wn   s tr en g th   f o r   s ta ck ed   lin er   s tr u ctu r at  1   T Hz.           Fig u r 8 .   E lectr ic  p o ten tial v ar iatio n   alo n g   t h ar b etwe en   a g g r ess o r   an d   v ictim   T SVs   f o r   v ar io u s   d ielec tr ics  ( SiO₂,  B C B ,   Per y len e - N,   an d   T ef lo n   AF 1 6 0 0 )   i n   s tack ed - lin er   T SV a t 1   T Hz       5.   CO NCLU SI O N   T h s tu d y   o n   r e d u cin g   n o is co u p lin g   in   3 I C s   th r o u g h   d ielec tr ic  lin er   s elec tio n   h i g h li g h ts   clea r   ad v an tag es  f o r   lo w - k   m ater ial s     n am ely ,   T ef lo n   AF  1 6 0 0 ,   B C B ,   an d   Per y len e -   o v e r   Sio ₂.   T h s tu d y   is   p r im ar ily   s im u latio n - b ased   w ith   lim ited   e x p er im en tal   v ali d atio n .   I c o n s id er s   a   r estricte d   s et  o f   d ielec tr ic  m ater ials   an d   id ea lized   T SV  s tr u ctu r es.T h er m al elec tr ical  c o u p lin g   an d   lar g e - s ca le  T SV  a r r ay   ef f ec ts   ar n o f u lly   ex p lo r ed .   An aly s in g   s in g le - lin er   an d   s tack ed - lin e r   T h r o u g h - Sili co n   Via  s tr u ctu r es  f r o m   1   GHz   to   1   T Hz  s h o ws  th at  d ielec tr ic  s elec tio n   s ig n if ican tly   in f lu en ce s   ca p ac itiv co u p lin g   an d   s ig n al  in teg r ity .   At  1 0   GHz ,     s in g le - lin er   with   SiO₂  p r o v id es  o n ly   m o d est  n o is r ed u ctio n ,   wh er ea s   s tack ed - lin er   co n f ig u r atio n s   with   T ef lo n   AF  1 6 0 0   y iel d   s u b s tan tial  en h an ce m e n ts ,   ac h iev i n g   3 3 . 3 n o is r ed u ctio n   an d   an   8 . 4 0   d B   atten u atio n .   At   1   T Hz,   th e   b en ef its   o f   T ef lo n   AF  1 6 0 0   a r ev en   m o r a p p ar en t,   with   u p   to   4 4 . 4 n o is r ed u ctio n   a n d   a   1 2 . 0 4   d B   d ec r ea s in   atten u atio n   in   s tack e d - lin er   lay o u ts .   T h ese  r esu lts   s u g g est  th at  s tack ed - lin er   T SVs   with   o p tim is ed   d i elec tr ic  lay er in g   o f f er   s u p er io r   is o latio n   an d   f ield   co n f in em en t,  o u tp e r f o r m in g   s in g le - lin er   d esig n s .   Ov er all,   lo w - k   d ielec tr ics,  esp ec ially   T ef lo n   AF  1 6 0 0 ,   p r o v to   b h ig h ly   ef f ec tiv is o latio n   m ater ials   f o r   3 I C s ,   im p r o v i n g   s ig n al  i n teg r ity   b y   r ed u cin g   ca p ac itiv co u p lin g   an d   cr o s s talk .   T ef lo n   AF  1 6 0 0   co n s is ten tly   d eliv er s   b etter   n o is s u p p r ess io n   an d   atten u atio n   ac r o s s   v ar i o u s   co n f ig u r atio n s ,   h ig h lig h tin g   its   p o ten tial f o r   n e xt - g en er atio n   h ig h - f r e q u en c y   3 in teg r atio n .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   No   f u n d in g   was r ec eiv e d   f o r   t h is   wo r k .       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 ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   a n d   a n a lysi s   o f lo w - d iel ec tr ic  TS V   lin ers   fo r   n o is e   … ( P a th a k u n ta   Gu r u   P r a th a p   R ed d y )   1195   AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Path ak u n ta  Gu r u   Pra th ap   R ed d y                               Sra v an   Ab h ilas h   K o th ap alli                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n           CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au th o r s   d ec lar th at  th e y   h av n o   co n f lict o f   in ter est r eg ar d in g   th e   p u b licatio n   o f   th is   p ap er .       E T H I CAL AP P RO V AL   T h is   ar ticle  d o es n o t c o n tain   a n y   s tu d ies with   h u m a n   o r   an i m al  s u b jects .       DATA  AV AI L AB I L I T Y   Data   a v aila b i lit y   is   n o t   a p p li ca b le   t o   t h is   p ap er   as   n o   n e d a t w er cr ea te d   o r   an al y z e d   i n   t h is   s t u d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   D .   P r a g a t h i   e t   a l . ,   S i m p l i st i c   a p p r o a c h   t o   a l l e v i a t e   n o i se  c o u p l i n g   i ss u e i n   3 D   I C   i n t e g r a t i o n ,   M a t e ri a l T o d a y :   Pr o c e e d i n g s v o l .   3 3 ,   p p .   4 0 0 7 4 0 1 1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . ma t p r . 2 0 2 0 . 0 6 . 3 8 0 .   [ 2 ]   Z.   Z h a o   e t   a l . ,   El e c t r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   t h r o u g h - si l i c o n - v i a - b a s e d   c o a x i a l   l i n e   f o r   h i g h - f r e q u e n c y   3 D   i n t e g r a t i o n   ( i n v i t e d   p a p e r ) ,   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 0 ,   p .   3 4 1 7 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 1 2 0 3 4 1 7 .   [ 3 ]   X .   L i u ,   Z.   Z h u ,   Y .   Y a n g ,   F .   W a n g ,   a n d   R .   D i n g ,   R e d u c t i o n   o f   s i g n a l   r e f l e c t i o n   i n   h i g h - f r e q u e n c y   t h r e e - d i m e n si o n a l   ( 3 D )   i n t e g r a t i o n   c i r c u i t s ,   I EI C El e c t r o n i c s E x p r e ss ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 4 ,   p p .   2 0 1 3 0 4 4 9 2 0 1 3 0 4 4 9 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 5 8 7 / e l e x . 1 0 . 2 0 1 3 0 4 4 9 .   [ 4 ]   B .   W u   a n d   H .   W a n g ,   M e t h o d a n d   d e si g n f o r   i m p r o v i n g   t h e   s i g n a l   i n t e g r i t y   f o r   3 D   e l e c t r i c a l   i n t e r c o n n e c t i n   h i g h   p e r f o r ma n c e   I C   p a c k a g i n g ,   i n   2 0 1 1   I EEE  E l e c t r i c a l   D e si g n   o f   Ad v a n c e d   Pa c k a g i n g   a n d   S y st e m S y m p o si u m   ( ED AP S ) ,   I EEE,   D e c .   2 0 1 1 ,     p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / ED A P S . 2 0 1 1 . 6 2 1 3 7 7 5 .   [ 5 ]   S .   M .   S .   H a r b   a n d   W .   Ei s e n s t a d t ,   S i g n a l   i n t e g r i t y   i n   h i g h   s p e e d   3 D   I C   d e si g n :   A   c a se   st u d y ,   i n   2 0 2 1   I EEE   N o rd i c   C i rc u i t a n d   S y s t e m C o n f e re n c e   ( N o r C A S ) ,   I EEE,   O c t .   2 0 2 1 ,   p p .   1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / N o r C A S 5 3 6 3 1 . 2 0 2 1 . 9 5 9 9 6 4 9 .   [ 6 ]   D .   P r a g a t h i ,   N .   A .   V i g n e sh ,   C .   U .   K u mari ,   T .   P a d m a ,   a n d   A .   K .   P a n i g r a h y ,   N o i s e   p e r f o r ma n c e   i mp r o v e men t   i n   f u t u r e   I C   i n t e g r a t i o n   u s i n g   p e r y l e n e - N   a d i e l e c t r i c   m a t e r i a l ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I n n o v a t i v e   T e c h n o l o g y   a n d   E x p l o ri n g   En g i n e e ri n g v o l .   9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 5 6 1 0 5 9 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 5 9 4 0 / i j i t e e . L 2 6 2 0 . 1 2 9 2 1 9 .   [ 7 ]   J.  U .   K n i c k e r b o c k e r   e t   a l . ,   3 - D   s i l i c o n   i n t e g r a t i o n   a n d   si l i c o n   p a c k a g i n g   t e c h n o l o g y   u s i n g   si l i c o n   t h r o u g h - v i a s,”   I EEE  J o u r n a l   o f   S o l i d - S t a t e   C i rc u i t s ,   v o l .   4 1 ,   n o .   8 ,   p p .   1 7 1 8 1 7 2 5 ,   A u g .   2 0 0 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS S C . 2 0 0 6 . 8 7 7 2 5 2 .   [ 8 ]   R .   V e mp a l l e   a n d   P .   K .   D h a l ,   L o s mi n i m i z a t i o n   b y   r e c o n f i g u r a t i o n   a l o n g   w i t h   d i st r i b u t e d   g e n e r a t o r   p l a c e me n t   a t   r a d i a l   d i s t r i b u t i o n   s y st e w i t h   h y b r i d   o p t i mi z a t i o n   t e c h n i q u e s,   T e c h n o l o g y   a n d   E c o n o m i c o f   S m a rt   G ri d a n d   S u st a i n a b l e   E n e r g y v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p .   1 8 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 0 8 6 6 - 020 - 0 0 0 8 8 - 2.   [ 9 ]   A .   T o d r i ,   S .   K u n d u ,   P .   G i r a r d ,   A .   B o s i o ,   L.   D i l i l l o ,   a n d   A .   V i r a z e l ,   A   st u d y   o f   t a p e r e d   3 - D   TSV f o r   p o w e r   a n d   t h e r ma l   i n t e g r i t y ,   I EEE   T r a n s a c t i o n o n   V e ry   L a r g e   S c a l e   I n t e g r a t i o n   ( VL S I )   S y st e m s ,   v o l .   2 1 ,   n o .   2 ,   p p .   3 0 6 3 1 9 ,   F e b .   2 0 1 3 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV LSI . 2 0 1 2 . 2 1 8 7 0 8 1 .   [ 1 0 ]   V .   S u n d a r a m,  Q .   C h e n ,   Y .   S u z u k i ,   G .   K u mar,   F .   L i u ,   a n d   R .   Tu m mal a ,   Lo w - c o s t   a n d   l o w - l o ss   3 D   s i l i c o n   i n t e r p o ser  f o r   h i g h   b a n d w i d t h   l o g i c - to - m e m o r y   i n t e r c o n n e c t i o n w i t h o u t   TSV   i n   t h e   l o g i c   I C ,   i n   2 0 1 2   I EEE   6 2 n d   E l e c t r o n i c   C o m p o n e n t a n d   T e c h n o l o g y   C o n f e re n c e ,   I EEE,   M a y   2 0 1 2 ,   p p .   2 9 2 2 9 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EC T C . 2 0 1 2 . 6 2 4 8 8 4 4 .   [ 1 1 ]   D .   H .   K i m ,   S .   K i m,  a n d   S .   K .   Li m ,   I mp a c t   o f   n a n o - s c a l e   t h r o u g h - si l i c o n   v i a o n   t h e   q u a l i t y   o f   t o d a y   a n d   f u t u r e   3 D   I C   d e s i g n s ,   i n   I n t e r n a t i o n a l   W o r k sh o p   o n   S y st e m   L e v e l   I n t e r c o n n e c t   Pre d i c t i o n ,   I EEE,   Ju n .   2 0 1 1 ,   p p .   1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S LI P . 2 0 1 1 . 6 1 3 5 4 3 5 .   [ 1 2 ]   J.  W a n g   e t   a l . ,   A   sh o r t   r e v i e w   o f   t h r o u g h - s i l i c o n   v i a   ( TSV )   i n t e r c o n n e c t s:   M e t r o l o g y   a n d   a n a l y s i s,   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 4 ,   p .   8 3 0 1 ,   Ju l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 1 4 8 3 0 1 .   [ 1 3 ]   H .   W a n g ,   M .   H .   A sg a r i ,   a n d   E.   S a l m a n ,   C o m p a c t   mo d e l   t o   e f f i c i e n t l y   c h a r a c t e r i z e   TSV - to - t r a n s i st o r   n o i se   c o u p l i n g   i n   3 D   I C s,   I n t e g r a t i o n ,   v o l .   4 7 ,   n o .   3 ,   p p .   2 9 6 3 0 6 ,   J u n .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . v l s i . 2 0 1 3 . 1 0 . 0 0 6 .   [ 1 4 ]   K .   Y o o n   e t   a l . ,   M o d e l i n g   a n d   a n a l y si o f   c o u p l i n g   b e t w e e n   TSV s,   me t a l ,   a n d   R D i n t e r c o n n e c t i n   TSV - b a se d   3 D   I C   w i t h   si l i c o n   i n t e r p o ser,   i n   2 0 0 9   1 1 t h   El e c t r o n i c P a c k a g i n g   T e c h n o l o g y   C o n f e r e n c e ,   I EEE,   D e c .   2 0 0 9 ,   p p .   7 0 2 7 0 6 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EPTC . 2 0 0 9 . 5 4 1 6 4 5 8 .   [ 1 5 ]   J .   K i m,   J .   C h o ,   a n d   J.   K i m ,   TSV   mo d e l i n g   a n d   n o i s e   c o u p l i n g   i n   3 D   I C ,   i n   3 rd   El e c t ro n i c S y s t e m   I n t e g ra t i o n   T e c h n o l o g y   C o n f e re n c e   E S T C ,   I EEE,   S e p .   2 0 1 0 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / ES TC . 2 0 1 0 . 5 6 4 2 9 6 7 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   3 Sep tem b er   20 26 1 1 8 8 - 1 1 9 6   1196   [ 1 6 ]   V .   R a f i ,   P .   K .   D h a l ,   S .   H .   V a l i ,   S .   R .   K r i sh n a ,   U .   S u r y a v a l l i ,   a n d   S .   V .   J.   P r a k a s h ,   E n h a n c e d   m u l t i - m o d e   c o n t r o l   o f   Z - s o u r c e   v i r t u a l   s y n c h r o n o u g e n e r a t o r   f o r   p h o t o v o l t a i c   sy s t e ms   u s i n g   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A p p l i e d   Po w e r   En g i n e e ri n g   ( I J AP E) ,   v o l .   1 4 ,   n o .   3 ,   p p .   7 0 1 7 1 1 ,   S e p .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a p e . v 1 4 . i 3 . p p 7 0 1 - 7 1 1 .   [ 1 7 ]   J.  C h o   e t   a l . ,   M o d e l i n g   a n d   a n a l y si o f   t h r o u g h - si l i c o n   v i a   ( TSV )   n o i se   c o u p l i n g   a n d   s u p p r e ssi o n   u si n g   a   g u a r d   r i n g ,     I EEE  T r a n s a c t i o n o n   C o m p o n e n t s,  P a c k a g i n g   a n d   M a n u f a c t u ri n g   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 ,   n o .   2 ,   p p .   2 2 0 2 3 3 ,   2 0 1 1 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TC P M T. 2 0 1 0 . 2 1 0 1 8 9 2 .   [ 1 8 ]   X .   G u ,   J.   S i l b e r ma n ,   Y .   L i u ,   a n d   X .   D u a n ,   M i t i g a t i n g   TSV - i n d u c e d   s u b s t r a t e   n o i s e   c o u p l i n g   i n   3 - D   I C   u si n g   b u r i e d   i n t e r f a c e   c o n t a c t s,”   i n   2 0 1 2   I EE E   2 1 s t   C o n f e ren c e   o n   E l e c t ri c a l   P e rf o rm a n c e   o f   El e c t r o n i c   P a c k a g i n g   a n d   S y s t e m s ,   I EEE,   O c t .   2 0 1 2 ,     p p .   7 5 78 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EPEP S . 2 0 1 2 . 6 4 5 7 8 4 6 .   [ 1 9 ]   A .   E.   E n g i n   a n d   S .   R .   N a r a s i mh a n ,   M o d e l i n g   o f   c r o sst a l k   i n   t h r o u g h   si l i c o n   v i a s,”   I EE T r a n sa c t i o n s   o n   El e c t ro m a g n e t i c   C o m p a t i b i l i t y ,   v o l .   5 5 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 9 1 5 8 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TE M C . 2 0 1 2 . 2 2 0 6 8 1 6 .   [ 2 0 ]   C .   X u e ,   Z.   C h e n g ,   Z.   C h e n ,   Y .   Y a n ,   Z.   C a i ,   a n d   Y .   D i n g ,   El i mi n a t i o n   o f   sca l l o p - i n d u c e d   s t r e ss  f l u c t u a t i o n   o n   t h r o u g h - si l i c o n - v i a ( TSV s)   b y   e m p l o y i n g   p o l y i mi d e   l i n e r ,   I EEE  T r a n sa c t i o n o n   D e v i c e   a n d   Ma t e r i a l R e l i a b i l i t y ,   v o l .   1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   2 6 6 2 7 2 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TD M R . 2 0 1 8 . 2 8 2 6 5 5 7 .   [ 2 1 ]   R .   V e m p a l l e   a n d   P .   K .   D h a l ,   O p t i mal   a n a l y si o f   t i me  v a r y i n g   l o a d   r a d i a l   d i st r i b u t i o n   s y st e w i t h   p h o t o v o l t a i c   a n d   w i nd  g e n e r a t i n g   sy s t e u si n g   n o v e l   h y b r i d   o p t i m i z a t i o n   t e c h n i q u e ,   Re n e w a b l e   En e r g y   F o c u s ,   v o l .   4 1 ,   p p .   2 4 6 2 5 7 ,   J u n .   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e f . 2 0 2 2 . 0 3 . 0 0 4 .   [ 2 2 ]   M .   J u n g ,   J .   M i t r a ,   D .   Z .   P a n ,   a n d   S .   K .   Li m ,   TSV   s t r e ss - a w a r e   f u l l - c h i p   mec h a n i c a l   r e l i a b i l i t y   a n a l y si s   a n d   o p t i m i z a t i o n   f o r   3 D   I C ,   C o m m u n i c a t i o n o f   t h e   A C M ,   v o l .   5 7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 0 7 1 1 5 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 2 4 9 4 5 3 6 .   [ 2 3 ]   V .   R a f i ,   P .   K .   D h a l ,   M .   R a j e sh ,   D .   R .   S r i n i v a sa n ,   M .   C h a n d r a s h e k h a r ,   a n d   N .   M .   R e d d y ,   O p t i m a l   p l a c e me n t   o f   t i me - v a r y i n g   d i s t r i b u t e d   g e n e r a t o r b y   u s i n g   c r o w   sea r c h   a n d   b l a c k   w i d o w   -   H y b r i d   o p t i mi z a t i o n ,   Me a su r e m e n t :   S e n s o rs ,   v o l .   3 0 ,   p .   1 0 0 9 0 0 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . me a se n . 2 0 2 3 . 1 0 0 9 0 0 .   [ 2 4 ]   S .   Z h o n g ,   S .   W a n g ,   Q .   C h e n ,   a n d   Y .   D i n g ,   T h e r mal   r e l i a b i l i t y   a n a l y s i s   a n d   o p t i mi z a t i o n   o f   p o l y mer   i n s u l a t i n g   t h r o u g h - si l i c o n - v i a ( TSV s)   f o r   3 D   i n t e g r a t i o n ,   S c i e n c e   C h i n a   T e c h n o l o g i c a l   S c i e n c e s ,   v o l .   5 7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 8 1 3 5 ,   J a n .   2 0 1 4 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 4 3 1 - 013 - 5 4 0 9 - 9.   [ 2 5 ]   M .   C h a n d r a k a r   a n d   M .   K .   M a j u m d e r ,   Ef f e c t   o f   p o l y m e r   l i n e r i n   d i f f e r e n t   v i a   s h a p e s :   i mp a c t   o n   c r o ss t a l k   i n d u c e d   d e l a y ,   Re se a rc h   S q u a re   Pre Pri n t ,   2 0 2 1 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / d o i . o r g / 1 0 . 2 1 2 0 3 / r s . 3 . r s - 1 1 4 7 5 6 9 / v 1   [ 2 6 ]   J.  M .   K i m ,   M .   S .   K i m,  a n d   M .   M .   H u ssa i n ,   F r o 3 D - I C   t o   3 D - H I   f o r   e n v i r o n m e n t a l l y   d u r a b l e   r u g g e d   e l e c t r o n i c ( E n D u R E) ,   I EEE  E l e c t r o n   D e v i c e s R e v i e w s ,   v o l .   1 ,   p p .   3 1 5 2 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / ED R . 2 0 2 4 . 3 4 9 1 7 1 4 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         Pa th a k u n t a   G u r u   Pr a th a p   Re d d y           re c e iv e d   h is  B . Tec h .   d e g re e   in   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   fro m   JN TU  Hy d e ra b a d ,   Tela n g a n a ,   I n d ia  in   2 0 1 2 .   He   c o m p lete d   h is  M . Tec h .   a NIT  Ti ru c h irap a ll i ,   Ti ru c h irap a ll i,   Tam il   N a d u ,   In d ia  in   2 0 1 5   a n d   is   c u rre n tl y   p u rsu i n g   a   P h . D .   i n   th e   De p a rtme n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n E n g in e e rin g   a Bh a ra ti y a   En g in e e rin g   S c ien c e   a n d   Tec h n o lo g y   In n o v a ti o n   Un iv e rsity ,   G o wn i v a rip a ll i G o ra n tl a ,   An d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il 2 0 2 3 se c e 0 0 7 @b e sti u . e d u . i n .       S r a v a n   Ab h il a sh  K o t h a p a ll i           re c e iv e d   h is   B. Tec h .   d e g re e   i n   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g i n e e rin g   fr o m   JN TU  Ka k in a d a ,   Ka k in a d a ,   An d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia  i n   2 0 0 7 .   He   c o m p lete d   h is  M . Tec h .   a t   An d h ra   Un i v e rsity   Vis h a k a p a tn a m ,   Vish a k a p a tn a m ,   An d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia   in   2 0 1 2   a n d   c o m p lete d   P h .D .   i n   t h e   De p a rt m e n o f   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n En g i n e e rin g   a t   Ve e Ba h a d u S i n g h   P u rv a n c h a Un iv e rsity   Ja u n p u r,   Ja u n p u r,   Uttar P ra d e sh ,   I n d ia i n   2 0 2 2 .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   d r. sra v a n k o t h a p a ll i@ g m a il . c o m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.