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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。

本发明公开便于工艺生产且节省芯片面积的差分硅通孔结构及其工艺。包括硅衬底、介质层、半导体性碳纳米管、金属性碳纳米管、金属焊盘；所述的硅衬底开有两个通孔，通孔由半导体性碳纳米管层，以及分别设置在半导体性碳纳米管层两侧的金属性碳纳米管层构成，且半导体性碳纳米管层完全阻隔两金属性碳纳米管层；硅通孔外周设置有介质层；金属性碳纳米管层的上下两端设有金属焊盘。本发明可以减少三维集成电路差分传输结构中的硅通孔数量，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；用碳纳米管束作为传输通道填充材料，具有优越的力学性能、电学性能和热学性能。