目前,在集成电路三维集成封装领域中,高深宽比的硅通孔(TSVs,Through Silicon Vias)填充是一个重要的技术挑战。电镀铜填充这一步骤占到TSV成本的大约40%,由于添加剂在镀液中作用机理的复杂性,目前,TSV电镀铜技术仍有待进一步深入研究。本文的研究中,首先首次给出了TSV通孔电镀中含有加速剂的仿真模型,阐述了仿真的数学、物理模型以及边界条件的设定。在仿真结果中比较了含有加速剂和未含加速剂电镀填充过程,得出了含有加速剂的电镀中铜层的沉积速率有很大的提高,并且分析了加速剂的浓度、扩散速率和吸附系数对加速剂在阴极的覆盖率的影响,进而知晓这些参数对电镀铜填充速率的影响。其次,本论文阐述了TSV盲孔电镀铜过程中在未加任何添加剂情况下的电镀铜的数理模型,得到了夹断(pinch-off)效应的仿真结果,其为工艺所不允许,针对这种情况,论文给出了含有加速剂和抑制剂的TSV电镀铜数理模型及仿真结果。仿真中,通过设定加速剂浓度,持续增加加速剂和抑制剂的浓度比值,得到了TSV填充形貌为void、‘V’型以及seam的仿真结果,而‘V’型的TSV电镀铜生长过程能避免void和seam现象,可为工艺所接受。通过深入考虑加速剂和抑制剂的作用机理,文章给出了含有加速剂和抑制剂的TSV电镀铜较复杂的数学模型,得出了为工艺所接受的‘U’型填充形态的仿真结果。最后,本论文通过对深200μm,深宽比为10的TSV电镀铜实验具体操作,得出的部分实验结果与仿真较匹配,但发现大部分待镀样片在底部约1/3深处镀铜镀不上,经研究后发现是刻蚀工艺造成此种竖条状结构,进而造成此处PVD种子层出现不连续,从而知晓TSV电镀铜出现缺陷的原因。