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本发明公开一种内部浮硅的同轴硅通孔等效电路模型及参数提取方法。本发明包括沿着硅通孔传输方向的阻抗单元以及在内部导体和外部环形屏蔽层之间的导纳单元。阻抗单元包括电阻RTSV1、电阻RTSV2、电感LTSV1、电感LTSV2，以及互感MTSV，导纳单元主要包括电容Cox1、电容Cox2、电容Cdep1、电容Cdep2、电容CSi、电导GSi。阻抗单元中电阻与电感串联起，而导纳单元中耦合电容与电导并联起，导纳单元将内部导体的阻抗单元和外部屏蔽层的阻抗单元连接起来，组成H型结构的等效电路模型，基于该模型即可得到同轴硅通孔的信号传输特性。

本发明公开一种针对屏蔽差分硅通孔的RL无源均衡器结构及其设计方法。本发明由多个单元构成；所述单元由硅衬底到金属层方向依次包括位于硅衬底中的屏蔽差分硅通孔，位于绝缘层中的两个输入端口和构成均衡器的片上电阻，以及位于最外层金属层的片上电容和输出端口；此结构利用电阻-电感(Resistance-Inductance,RL)谐振电路的思路设计而成。此结构可以有效解决数字差分信号传输系统中存在的码间串扰问题，使传输频带变得平坦，有效提高了高速数字信号的传输质量。

本发明公开了一种差分多比特硅通孔结构及其制备方法，包括硅衬底、第一介质层、第一参考线、第二介质层、碳纳米管束、第三介质层、第二参考线、第一金属焊盘、第二金属焊盘、第三金属焊盘和第四金属焊盘。本发明将碳纳米管作为传输通道，并在碳纳米管两端设置四个金属焊盘，组成两个信号传输通道，分别传输正信号和负信号，在不增加额外芯片面积下使得层与层之间的I/O口数量变为两倍；正信号和负信号的差分结构设计可有效抑制共模噪声和电磁干扰，提高高速信号的传输质量；显著缩小了差分传输结构的尺寸并且减少了其占用面积，有效提高了芯片面积的利用率。

本发明公开了一种屏蔽差分多比特硅通孔结构及其制备方法，包括硅衬底、第一介质层、屏蔽外壳、第二介质层、碳纳米管束、第一金属焊盘、第二金属焊盘、第三金属焊盘和第四金属焊盘。本发明将碳纳米管作为传输通道，并在碳纳米管两端设置四个金属焊盘，组成两个信号传输通道，分别传输正信号和负信号，利用了碳纳米管的各向异性，即其纵向电导率比横向电导率大7个数量级，这种正信号和负信号的差分结构设计可有抑制共模噪声和电磁干扰，效提高高速信号的传输质量；同时，本发明屏蔽外壳可以抑制差模噪声干扰，减小了对其他硅通孔的电磁干扰，可提高三维集成电路的整体性能；本发明缩小了差分传输结构的尺寸，有效提高了芯片面积的利用率。

本发明公开了针对差分硅通孔传输通道的无源均衡器及其设计方法。有源均衡器限制了系统带宽，接口能量损耗多。本发明无源均衡器的第一无源均衡器包括第一金属线以及连接在第一金属线两端的第一连接线和第二连接线；第二无源均衡器包括第二金属线以及连接在第二金属线两端的第三连接线和第四连接线；第一金属线和第二金属线均呈平面上的螺旋线。本发明设计方法首先利用制造工艺信息计算第一金属线和第二金属线的电学参数，包括目标电阻和目标电感，然后利用一组闭式数学表达式和多目标优化函数求得结构参数。本发明有效解决数字差分信号传输系统中存在的码间串扰问题，使传输频带变得平坦，有效提高了高速数字信号的传输质量，设计方法效率高。