随着集成电路的发展,特征尺寸不断减小,集成度不断提高,互连线长度急剧增加带来的传输延迟和串扰越来越严重,已成为决定集成电路性能的主要因素。三维集成技术就是将多个芯片在垂直方向堆叠在一起,并利用硅通孔（Through-Silicon Via,TSV）实现其间的电学连接,可以有效减小全局互连线的长度、芯片面积以及提高集成度。三维集成是实现微电子产品向着微型化、高集成、高性能以及低成本方向发展的重要技术,被认定为是微电子领域未来发展的关键技术。TSV作为三维集成的重要部分,对其进行深入研究具有重要的理论意义。本文对新型TSV的传输特性进行了深入研究分析。本文在锥形和环形TSV基础上,提出了基于GSG（Ground-Signal-Ground）模式下锥环形TSV的三维结构模型,分析了锥环形TSV结构中的寄生效应,提取了电阻、电感和电容等TSV结构寄生参数,并构建了TSV等效电路。采用ADS对等效电路进行电磁仿真,并与HFSS全波电磁场仿真结果进行了对比,结果表明插入损耗和回波损耗都可以较好地匹配,进而验证了等效电路的正确性。采用单一变量法分别对锥环形TSV的高度、导电金属厚度、衬底的电导率等结构参数进行了扫描分析,对比分析结构参数对传输特性的影响,获得相关结构参数的较优解,构建了锥环形TSV的优化结构模型,并与之前的结构进行了对比。对比可知,在20GHz处优化前的回波损耗S₁₁为-28dB,插入损耗S₂₁为-0.3dB;而优化后的的回波损耗S₁₁为-47dB,插入损耗S₂₁为-0.045dB,优化后的TSV具有更低的反射系数和更高的传输系数,传输特性得到较大的提升。在锥环形TSV结构基础上,通过改变介质材料和结构形成了两种新型TSV:空气隙锥环形TSV和锥形同轴TSV。空气隙TSV具有更好的传输特性,在20GHz处其回波损耗S₁₁和插入损耗S₂₁分别可达-32.5dB和-0.15dB。锥形同轴TSV传输信号的金属导体被外环导体屏蔽层包围,减小了外来信号的干扰,高频特性和可靠性相对较好,并对其介质层材料、高度和导电金属内外半径等结构参数进行了分析对比,改善了TSV的传输特性。