發(fā)布時間：2020-05-28 09:36

【摘要】：隨著半導體制造工藝進入納米級,集成電路的集成度與性能隨之不斷提升,由此引起的電路可靠性問題變得越來越嚴重,而老化效應是影響電路可靠性的重要原因之一,特別是針對負偏置溫度不穩(wěn)定性效應造成的電路老化失效。首先,論文介紹了電路老化預測的研究意義和背景,包括集成電路的發(fā)展歷程和老化對電路可靠性的影響,以及國內外研究現狀。另外詳細分析了電路老化產生的物理機制,并介紹了老化檢測和老化預測這兩種老化防護措施的基本原理。然后分別介紹了三種經典的老化預測傳感器,并對它們所實現的功能進行了詳細的分析,同時也指出了每種傳感器的不足之處。其次,為解決以往傳感器功能比較單一等缺點,論文提出了一種抗老化消除浮空點并自鎖存的老化預測傳感器,其中延遲單元部分可編程且自身抗老化,穩(wěn)定性檢測器部分自鎖存的同時又能夠解決浮空點問題。該結構在保證能夠進行老化預測的前提下,相比其它老化預測傳感器功能更豐富,具有一定的優(yōu)越性。另外,鑒于大多數的穩(wěn)定性檢測器結構不具備抵抗軟錯誤的能力,對此論文還提出了一種低開銷容軟錯誤的穩(wěn)定性檢測器結構,一般的穩(wěn)定性檢測器結構以或非門作為輸出部分,而本文提出采用C單元來代替或非門結構。其優(yōu)點在于:在不影響檢測器結構正常使用的情況下,能夠對檢測器中的關鍵節(jié)點進行防護,防止其發(fā)生軟錯誤,進而提升了老化預測的精確性;并且整個結構僅用了很少的PMOS晶體管,大大的降低了其面積開銷。最后,論文運用仿真工具對提出的兩種結構進行仿真,實驗結果驗證了這兩種結構都具有老化預測的功能,且第二種結構在一定程度上具有抵抗軟錯誤的能力。同時分別將兩種結構的面積和功耗開銷與其它文獻結構進行比較發(fā)現:本文提出的老化預測傳感器結構面積開銷相比經典ARSC結構降低了約21.43%;提出的容軟錯誤穩(wěn)定性檢測器結構面積開銷相比自鎖存穩(wěn)定性檢測器結構降低了約31.6%;且這兩種結構的功耗開銷相比其它結構更低。
【圖文】：

圖 1-1 集成電路晶體管數目的發(fā)展趨勢Figure 1-1 The trend of the number of IC transistors圖 1-2 集成電路晶體管工藝尺寸發(fā)展Figure 1-2 IC transistor process size development發(fā)展到納米級，既提高了電路的性能，也降低了它業(yè)有了更近一步的發(fā)展，，但同時，隨著其工藝節(jié)點

2Figure 1-2 IC transistor process size development發(fā)展到納米級，既提高了電路的性能，也降低了它業(yè)有了更近一步的發(fā)展，但同時，隨著其工藝節(jié)點引起了新的甚至更多的電路安全問題，集成電路可。工藝尺寸的不斷縮減，除了給集成電路設計和制的是導致許多電路老化的負面機制產生，如：負偏 Temperature Instability, NBTI)[3][4]、熱載流子注入
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN402;TP212

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 梁華國;陶志勇;李揚;;一種緩解NBTI效應引起電路老化的門替換方法[J];電子測量與儀器學報;2013年11期

2 黃正峰;李志杰;梁華國;汪靜;徐輝;常郝;;一種消除浮空點的多功能穩(wěn)定性檢測器[J];電路與系統(tǒng)學報;2013年01期

3 梁華國;汪靜;黃正峰;李志杰;徐輝;李揚;;一種可配置的老化預測傳感器設計[J];電路與系統(tǒng)學報;2013年01期

4 靳松;韓銀和;李華偉;李曉維;;考慮工作負載影響的電路老化預測方法[J];計算機輔助設計與圖形學學報;2010年12期

相關碩士學位論文 前1條

1 余天送;數字電路抗老化方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2015年

本文編號：2685050