緩解NBTI效應(yīng)引起的集成電路老化技術(shù)研究.pdf

1、集成電路制造工藝的不斷進(jìn)步，帶來(lái)電路性能上的極大提升和制造成本的不斷降低，但同時(shí)也使得集成電路系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題變得更加嚴(yán)峻。當(dāng)集成電路中晶體管的工藝尺寸在45納米及以下時(shí)，由負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性(Negative Bias Temperature Instability，NBTI)引起的電路老化，成為影響集成電路可靠性的主要因素。本文針對(duì)NBTI引起的電路老化問(wèn)題進(jìn)行研究，主要工作如下:
　　首先，介紹了電路老化的基礎(chǔ)知識(shí)和引起電路

2、老化的幾個(gè)因素，并對(duì)納米工藝水平下NBTI效應(yīng)成為引起電路老化主要因素的原因進(jìn)行重點(diǎn)分析。
　　其次，詳細(xì)分析了NBTI效應(yīng)的3種預(yù)測(cè)模型:靜態(tài)NBTI模型，動(dòng)態(tài)NBTI模型和長(zhǎng)期NBTI模型，并在長(zhǎng)期NBTI效應(yīng)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的緩解NBTI效應(yīng)引起電路老化的方法進(jìn)行分類(lèi)介紹，并對(duì)這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)比較。
　　接著，現(xiàn)有的用于緩解NBTI效應(yīng)導(dǎo)致電路老化的傳輸門(mén)插入(Transition Gate-based，T

3、G-based)方法，在獲取關(guān)鍵門(mén)的過(guò)程中只考慮了電路單條路徑上的老化情況，未考慮保護(hù)路徑與關(guān)鍵門(mén)之間的相關(guān)關(guān)系，導(dǎo)致獲取的關(guān)鍵門(mén)冗余。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出了一種基于路徑間相關(guān)性的緩解NBTI效應(yīng)的TG-based方法，該方法通過(guò)考慮保護(hù)路徑與關(guān)鍵門(mén)之間的相關(guān)關(guān)系，定義權(quán)值，來(lái)更加精準(zhǔn)的識(shí)別路徑中的關(guān)鍵門(mén)，再對(duì)獲取的關(guān)鍵門(mén)進(jìn)行插入傳輸門(mén)保護(hù)。
　　最后，基于32納米晶體管工藝的ISCAS'85、ISCAS'89基準(zhǔn)電路就本文方法