Методы логико-временного анализа цифровых СБИС с учетом деградации порогового напряжения транзисторов

• Автор: Гудкова, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Обзор существующих методов анализа СБИС с учетом

эффектов деградации.

1.1 Анализ эффектов деградации транзисторов во времени

1.2 Исследование существующих методов статического временного анализа.

1.3 Обзор существующих методов учета влияния ЫВТ1эффекта на логическом уровне.

1.4 Исследование структуры современных стандартов библиотек элементов СБИС

1.5 Обоснование цели и задач работы.

1.6 Выводы

Глава 2. Анализ стрессовых состояний транзисторов с учетом

логических корреляций.
2.1 Состояние проблемы и существующие методы анализа эффектов деградации
2.2 Адаптация метода распространения вероятностей сигналов и корреляций между ними.
2.3 Расчет времени стрессового состояния для КМОП вентиля.
2.4 Результаты численных экспериментов.
2.5 Оценка вычислительной сложности алгоритма.
2.6 Выводы
Глава 3. Разработка параметрической модели для анализа эффектов деградации транзистора
3.1 Исследование влияния технологических и схемных параметров на деградацию порогового напряжения
3.2 Разработка модели деградации порогового напряжения
3.3 Результаты численных экспериментов
3.4 Выводы
Глава 4. Методы характеризации задержек библиотечных элементов с учетом деградации порогового напряжения.
4.1 Исследование квадратичной и линейной моделей деградации задержки в маршруте характеризации библиотек элементов
4.2 Разработка метода оценки деградации задержки вследствие ГТВТ1эффекта на основе анализа последовательнопараллельной структуры
вентиля
4.3 Разработка алгоритма построения характеризационнной сетки
4.4 Выводы.
Глава 5. Характеристика программного обеспечения и
экспериментальные результаты
5.1 Маршрут статического временного анализа с учетом деградации порогового напряжения
5.2 Выявление критических участков схем, подверженных деградации
5.3 Входные и выходные данные
5.4 Суммарная оценка эффективности предложенного маршрута
5.5 Выводы.
Заключение.
Список литературы


Результаты работы могут найти применение при проектировании широкого класса КМОП СБИС на этапах характеризации библиотек стандартных цифровых вентилей блоков и статического временного анализа. Разработанные методы и алгоритмы могут быть использованы в качестве дополнения к существующим маршрутам проектирования с использованием пакетов PrimeTime компании Synopsys, СТЕ Encounter компании Cadence для повышения надежности проектирования цифровых КМОП СБИС с учетом эффектов деградации транзисторов. Работа является составной частью исследований, проводимых в ИППМ РАН по темам “Разработка и исследование методов и моделей для САПР субмикронных СБИС (с проектной нормой 0. Разработка и развитие инновационных методов проектирования библиотечных элементов и сложно-функциональных блоков цифровых и аналого-цифровых СБИС на базе перспективных технологий субмикронного и глубоко субмикронного уровня” (шифр -1. ЭКБ-0). Реализация и внедрение результатов работы. На основе полученных в диссертационной работе результатов разработан и апробирован маршрут статического временного анализа с учетом эффектов деградации. Проведен ряд численных экспериментов. Разработанные методы и алгоритмы внедрены на предприятиях ОАО “Ангстрем” и ИППМ РАН, а также включены в учебный процесс МИЭТ для лабораторного практикума. Апробация работы. XIV Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов “Микроэлектроника и информатика”, Москва, Зеленоград, . I Всероссийская межвузовская научно-практическая конференция “Актуальные проблемы информатизации. Развитие информационной инфраструктуры, технологий и систем”, Москва, Зеленоград, . XIV Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, Москва, . Moscow-Bavarian Joint Advanced Student School (MB-JASS), Moscow, . I Окружная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов, Москва, Зеленоград, . Международная научно-практическая конференция “Современные информационные и электронные технологии ”, Одесса, СИЭТ-. II Окружная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов, . XVII Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов “Микроэлекгроника и информатика” Москва, Зеленоград, . IV Всероссийская научно-техническая конференция “Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем”, Москва, . Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в виде четырнадцати научных трудов, в числе которых семь статей в ведущих рецензируемых научных журналах и сборниках, включенных Высшей атгестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации в список изданий, рекомендуемых для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук. Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемой литературы из 0 наименований. Основной текст занимает 8 страниц машинописного текста. Первая глава диссертации посвящена исследованию методов анализа надежности функционирования цифровых СБИС. Рассмотрены существующие методы статического временного анализа с учетом эффектов деградации и выявлены их недостатки. Обоснованы цель и задачи диссертационной работы. Во второй главе предложены методы расчета длительности стрессовых состояний транзисторов с учетом корреляций сигналов и анализом стрессовых путей. В третьей главе разработана аналитическая модель деградации порогового напряжения для использования в статическом временном анализе. В четвертой главе исследованы зависимости задержек от порогового напряжения, входных фронтов и нагрузочных емкостей. Предложен метод оценки деградации задержки вследствие ЫВ'П эффекта на основе анализа последовательнопараллельной структуры вентиля и метод построения характеризационной сетки библиотек элементов СБИС на основе предварительного анализа критических сечений. Пятая глава посвящена практической реализации и апробации предложенных методов. В заключении перечислены основные результаты диссертационной работы.