晶體管制造技術(shù)水準的不斷精進,使其尺寸不斷縮小,集成電路的性能表現(xiàn)得到巨大改善,制作成本也隨之大幅度降低,但同時也使得晶體管的物理缺陷被放大,由此引發(fā)的集成電路的可靠性問題變得非常嚴重。當晶體管的制造技術(shù)水準達到45納米時,由負偏置溫度不穩(wěn)定性（Negative20Bias20Temperature20Instability,NBTI）效應(yīng)引發(fā)的電路性能退化,成為電路設(shè)計者主要關(guān)注的可靠性問題。文中對于如何緩解NBTI效應(yīng)引發(fā)的集成電路可靠性問題進行研究,具體相關(guān)工作如下:首先,敘述了半導(dǎo)體行業(yè)近幾十年的飛速發(fā)展和集成電路老化的相關(guān)背景以及引起集成電路老化的主要因素,并從納米級別的制造工藝水平下分析NBTI效應(yīng)導(dǎo)致電路老化的原因。其次,詳細介紹了三種經(jīng)典的預(yù)測NBTI效應(yīng)導(dǎo)致電路老化的模型:靜態(tài)NBTI效應(yīng)預(yù)測模型,動態(tài)NBTI效應(yīng)預(yù)測模型和長期NBTI效應(yīng)預(yù)測模型,并根據(jù)基于反應(yīng)-擴散機制的靜態(tài)NBTI效應(yīng)和動態(tài)NBTI效應(yīng)預(yù)測模型,比較已有的緩解NBTI效應(yīng)導(dǎo)致電路老化的經(jīng)典方案以及每個經(jīng)典方案的優(yōu)缺點。再次,經(jīng)典的門替換（gate20replacement,GR）結(jié)合輸入向量控制... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 集成電路的發(fā)展進程
        1.1.2 集成電路所面臨的挑戰(zhàn)
    1.2 關(guān)于NBTI效應(yīng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 關(guān)于預(yù)測NBTI效應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 關(guān)于緩解NBTI效應(yīng)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
2 電路老化的相關(guān)知識
    2.1 NBTI效應(yīng)建模
        2.1.1 反應(yīng)-擴散模型
        2.1.2 靜態(tài)NBTI模型
        2.1.3 動態(tài)NBTI模型
        2.1.4 長期動態(tài)NBTI預(yù)測模型
    2.2 HSPICE仿真工具
        2.2.1 HSPICE工作流程
        2.2.2 DC綜合工具的相關(guān)介紹
    2.3 靜態(tài)時序分析軟件介紹
    2.4 本章小結(jié)
3 緩解NBTI效應(yīng)的經(jīng)典技術(shù)介紹
    3.1 插入傳輸門技術(shù)
    3.2 輸入向量控制技術(shù)
        3.2.1 單輸入向量控制技術(shù)
        3.2.2 多輸入向量控制技術(shù)
    3.3 門替換技術(shù)
    3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)合輸入向量控制的門替換技術(shù)緩解電路老化
    4.1 現(xiàn)有方法存在的問題
    4.2 如何解決已存在的問題
    4.3 獲取關(guān)鍵路徑以及關(guān)鍵門
        4.3.1 本文方案的整體流程框架
        4.3.2 本文使用的老化預(yù)測模型
        4.3.3 關(guān)鍵路徑以及關(guān)鍵門的獲取
    4.4 關(guān)鍵門的可防護性判斷
        4.4.1 GR可防護性關(guān)鍵門的處理辦法
        4.4.2 GR不可防護性關(guān)鍵門的處理辦法
    4.5 最優(yōu)輸入向量的獲取
    4.6 實驗條件及結(jié)果分析
        4.6.1 實驗條件及參數(shù)
        4.6.2 實驗結(jié)果分析
    4.7 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種緩解NBTI效應(yīng)引起電路老化的門替換方法[J]. 梁華國,陶志勇,李揚.  電子測量與儀器學(xué)報. 2013(11)
[2]電路老化中考慮路徑相關(guān)性的關(guān)鍵門識別方法[J]. 李揚,梁華國,陶志勇,李鑫,易茂祥,徐輝.  電路與系統(tǒng)學(xué)報. 2013(02)
[3]靜態(tài)時序分析方法的基本原理和應(yīng)用[J]. 簡貴胄,葛寧,馮重熙.  計算機工程與應(yīng)用. 2002(14)



本文編號：3175941