集成電路芯片級(jí)熱分析方法研究.pdf

1、超大規(guī)模集成電路向著高集成度、片上系統(tǒng)(SOC)以及越來(lái)越高的工作頻率的趨勢(shì)發(fā)展,增加了對(duì)電路可靠性的關(guān)注。隨著CMOS的特征尺寸已經(jīng)進(jìn)入了深亞微米階段,其元器件密度、工作速度以及集成電路規(guī)模逐漸增加,集成電路的能耗密度越來(lái)越大,導(dǎo)致片上溫度越來(lái)越高,從而帶來(lái)的熱問(wèn)題對(duì)集成電路的影響也日益嚴(yán)重。集成電路的功耗密度和工作溫度的提高必然造成集成電路性能和可靠性的降低。集成電路中超過(guò)50％的失效都與熱問(wèn)題相關(guān)。因此,隨著集成電路工藝尺寸的繼續(xù)

2、減小,對(duì)于集成電路中熱問(wèn)題的研究變得非常重要。
　　 本文結(jié)合了電路仿真工具Cadence的Spectre和有限元軟件ANSYS,并借助LinkCAD for ANSYS給出了一個(gè)放大電路的三維芯片級(jí)的穩(wěn)態(tài)熱模擬分析。在Cadence電路設(shè)計(jì)平臺(tái)Spectre下進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)、仿真;在Virtuoso下進(jìn)行電路版圖的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,從而得到我們?cè)O(shè)計(jì)的全差分放大電路;利用LinkCADfor ANSYS中將電學(xué)中得到的GDSⅡ文件

3、轉(zhuǎn)換成ANSYS軟件識(shí)別的ANF文件;在ANSYS熱分析軟件中通過(guò)模型建立、參數(shù)設(shè)定、網(wǎng)格劃分、加載求解以及通用后處理完成對(duì)應(yīng)于所設(shè)計(jì)電路的穩(wěn)態(tài)溫度分布圖。
　　 同時(shí)考慮到在解決大規(guī)模集成電路的熱問(wèn)題時(shí),由于熱模型的復(fù)雜程度及運(yùn)算量的巨大,ANSYS并不適用。所以我們研究了一種結(jié)合Cadence公司開(kāi)發(fā)的SKILL語(yǔ)言和有限元熱分析軟件ANSYS對(duì)在Cadence環(huán)境下設(shè)計(jì)的模擬集成電路進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析的方法。我們利用Caden