本文關(guān)鍵詞：數(shù)字集成電路老化測(cè)試技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的到來(lái),人們對(duì)集成電路的可靠性要求越來(lái)越高。再加上晶體管尺寸及柵氧厚度的不斷縮小,由NBTI效應(yīng)引起的老化已經(jīng)成為影響集成電路可靠性的重要因素。國(guó)內(nèi)外的部分學(xué)者已經(jīng)對(duì)此進(jìn)行了研究,為此也提出了很多電路老化監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)。本文的主要工作如下：首先,介紹了集成電路老化的一些基本知識(shí)和引起集成電路老化的幾種因素。并且詳細(xì)介紹了兩種老化測(cè)試技術(shù),老化檢測(cè)技術(shù)和老化預(yù)測(cè)技術(shù),重點(diǎn)闡述了其結(jié)構(gòu)框架圖及工作原理,并將這兩種老化測(cè)試技術(shù)進(jìn)行了比較,簡(jiǎn)單分析了它們的優(yōu)劣。其次,由于老化預(yù)測(cè)更具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,所以介紹了兩種老化失效預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu),分別是基于預(yù)測(cè)的穩(wěn)定性校驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)和基于預(yù)測(cè)的先前采樣電路結(jié)構(gòu),重點(diǎn)分析了這兩種老化預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的基本框架和工作原理,并總結(jié)分析了這兩種老化預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的不足之處。接著,針對(duì)兩種老化預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的不足之處,提出了一種低開銷可編程的老化感知觸發(fā)器結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中,延遲單元被插入到時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)中,從此降低了延遲單元的老化。其創(chuàng)新點(diǎn)在于將延遲單元設(shè)計(jì)成為一個(gè)低開銷可編程的延遲單元,這樣一來(lái)一方面可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)延遲單元的延遲大小,一方面又可以節(jié)省一定的布線開銷和面積開銷,大大提高了老化預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。最后,使用電路仿真工具對(duì)本文提出的低開銷可編程的老化感知觸發(fā)器結(jié)構(gòu)在不同工作條件下進(jìn)行仿真,從而獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能、功耗和面積等分析,并將分析結(jié)果與一些經(jīng)典的參照結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的低開銷可編程老化感知觸發(fā)器結(jié)構(gòu)可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)監(jiān)測(cè)窗口的大小,在一定程度下可以監(jiān)測(cè)不同程度的老化,大大提高了老化預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,而且這種結(jié)構(gòu)擁有較低的布線開銷、面積開銷和功耗開銷。
【關(guān)鍵詞】：負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性 電路老化 觸發(fā)器 可編程 延遲單元
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN431.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 研究的背景及意義11-14
• 1.1.1 集成電路的發(fā)展11-13
• 1.1.2 電路老化的影響13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 1.3.1 課題來(lái)源16
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)16-17
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 2 電路老化的基本知識(shí)及仿真工具18-32
• 2.1 老化基本知識(shí)簡(jiǎn)述18-19
• 2.2 引起老化的因素19-22
• 2.3 老化測(cè)試技術(shù)22-27
• 2.3.1 老化檢測(cè)技術(shù)22-24
• 2.3.2 老化預(yù)測(cè)技術(shù)24-26
• 2.3.3 兩種老化測(cè)試技術(shù)的比較26-27
• 2.4 HSPICE仿真工具27-31
• 2.4.1 HSPICE使用流程28-29
• 2.4.2 HSPICE軟件的運(yùn)行29
• 2.4.3 HSPICE文件及書寫規(guī)則29-30
• 2.4.4 HSPICE中幾個(gè)重要語(yǔ)句30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 老化失效預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-41
• 3.1 老化失效預(yù)測(cè)的重要性及總體框架32-33
• 3.2 基于預(yù)測(cè)的穩(wěn)定性校驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)33-38
• 3.2.1 總體框架及工作原理33-35
• 3.2.2 延遲單元設(shè)計(jì)35-36
• 3.2.3 穩(wěn)定性校驗(yàn)器設(shè)計(jì)36-38
• 3.2.4 基于預(yù)測(cè)的穩(wěn)定性校驗(yàn)結(jié)構(gòu)的不足之處38
• 3.3 基于預(yù)測(cè)的先前采樣電路結(jié)構(gòu)38-40
• 3.3.1 總體框架及工作原理38-40
• 3.3.2 基于預(yù)測(cè)的先前采樣電路結(jié)構(gòu)的不足之處40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 一種低開銷可編程的老化感知觸發(fā)器41-54
• 4.1 研究?jī)r(jià)值41
• 4.2 總體框架結(jié)構(gòu)41-42
• 4.3 延遲單元的設(shè)計(jì)42-44
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果44-52
• 4.4.1 仿真結(jié)果分析44-47
• 4.4.2 抗老化性分析47-48
• 4.4.3 可編程性分析48
• 4.4.4 面積開銷分析48-49
• 4.4.5 功耗開銷分析49-51
• 4.4.6 有效保護(hù)帶寬度51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 5 結(jié)論54-56
• 5.1 總結(jié)54-55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60-61
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果61

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