作者:徐辉; 汪海; 孙侠 期刊:《半导体技术》 2019年第03期
针对负偏置温度不稳定性引起的组合逻辑电路老化,提出了一款消除浮空点并自锁存的老化预测传感器。该传感器不仅可以预测组合逻辑电路老化,而且能够通过传感器内部的反馈来锁存检测结果,同时解决稳定性校验器在锁存期间的浮空点问题,其延时单元为可控型延时单元,可以控制其工作状态。使用HSPICE软件进行仿真,验证了老化预测传感器的可行性,可以适用于多种环境中且不会影响传感器性能。与同类型结构相比,该传感器的稳定性校验器能够...
作者:周光辉; 易茂祥; 方凯; 黄正峰 期刊:《微电子学》 2018年第03期
电平转换电路是多电压设计中重要的组成部分,用来满足不同电压域间信号的传递。基于32nm CMOS工艺,在100℃下,分析了NBTI老化对传统电平转换电路的影响,并提出应对老化的方案。设计了一种改进的老化容忍的电平转换电路,限制了交叉耦合对的竞争,并采用多阈值技术平衡了功耗与时延。仿真结果表明,与原电路相比,该电路可以在更低的输入电压下正常工作。不同输入电压下,功耗和时延大幅降低。该电路具有很好的老化容忍能力。
作者:徐辉; 何洋; 李丹青; 李扬 期刊:《电子测量与仪器学报》 2018年第04期
负偏置温度不稳定性(NBTI)效应促使晶体管的阈值电压不断升高,老化加剧,最终造成电路时序违规。现有的用于缓解由NBTI引起的电路老化插入传输门(TG-based)技术,在获取关键门时只考虑电路中单条路径的老化情况,而未考虑门与保护路径之间的相关关系,因此获取的关键门存在冗余。针对这一问题,在充分考虑门与保护路径之间的相关关系后,定义权值,更加精准的识别路径中的关键门集合,再对关键门进行插入传输门保护。实验结果显示,当电路的...
作者:刘士兴; 程龙; 范对鹏; 周光辉; 易茂祥 期刊:《微电子学》 2017年第05期
随着CMOS工艺特征尺寸的不断缩小,晶体管的老化效应严重影响了电路的可靠性,负偏置温度不稳定性(NBTI)是造成晶体管老化的主要因素之一。提出了一种基于固定故障插入的电路抗老化输入矢量生成方法,在电路的合适位置插入固定故障,通过自动测试向量生成(ATPG)工具获取较小的备选抗老化矢量集合,再从中筛选出最优矢量。由该方法生成的输入矢量可以使电路在待机模式下处于最大老化恢复状态,同时具有较小的时间开销。在ISCAS85电路...
作者:易茂祥; 丁力; 张林; 李扬; 黄正峰 期刊:《微电子学》 2017年第04期
N型多米诺或门是高性能集成电路常用的动态单元,负偏置温度不稳定性(NBTI)引起的PMOS管老化问题已成为降低多米诺或门电路可靠性的主要因素之一。仿真分析表明,N型多米诺或门中各种PMOS管受NBTI的影响有明显差别。针对这种差异,提出一种双阈值配置的抗老化多米诺或门。对电路老化起关键作用的保持PMOS管和反相器PMOS管采用低阈值电压设计。仿真结果表明,在保证噪声容限和功耗的条件下,该双阈值配置PMOS管的多米诺或门在10年NBTI...
作者:汪康之; 徐辉; 洪炎; 易茂祥 期刊:《仪表技术与传感器》 2017年第04期
为了解决老化预测传感器中存在软错误问题,采用在老化预测传感器的延迟单元加入C单元的方法。模拟老化预测传感器受到外界干扰并引起软错误的情况,检测传感器的性能。老化预测传感器能够抑制软错误引起的电路失效问题,同时不影响老化预测传感器预测老化的功能,并且相对于其他传感器的稳定性检测器部分面积开销减少了18.75%。
作者:范磊; 梁华国; 易茂祥; 朱炯; 郑旭光 期刊:《微电子学》 2017年第02期
随着CMOS工艺尺寸不断缩小,尤其在65nm及以下的CMOS工艺中,负偏置温度不稳定性(NBTI)已经成为影响CMOS器件可靠性的关键因素。提出了一种基于门优先的关键门定位方法,它基于NBTI的静态时序分析框架,以电路中老化严重的路径集合内的逻辑门为优先,同时考虑了门与路径间的相关性,以共同定位关键门。在45nm CMOS工艺下对ISCAS基准电路进行实验,结果表明:与同类方法比较,在相同实验环境的条件下,该方法不仅定位关键门的数量更少,而且...
作者:汤华莲; 许蓓蕾; 庄奕琪; 张丽; 李聪 期刊:《物理学报》 2016年第16期
当器件特征尺寸进入纳米级,负偏置温度不稳定性(NBTI)效应和工艺偏差都会导致p 型金属氧化层半导体(PMOS)器件性能和可靠性的下降.基于反应-扩散(R-D)模型,本文分析了工艺偏差对NBTI效应的影响;在此基础上将氧化层厚度误差和初始阈值电压误差引入到R-D模型中,提出了在工艺偏差下PMOS器件的NBTI效应统计模型.基于65 nm工艺,首先蒙特卡罗仿真表明在工艺偏差和NBTI效应共同作用下, PMOS器件阈值电压虽然会随着应力时间增...
作者:陈建军; 陈书明; 梁斌; 刘征; 刘必慰; 秦军瑞 期刊:《电子学报》 2011年第05期
本文研究了负偏置温度不稳定性(NBTI)对单粒子瞬态(SET)脉冲产生与传播过程的影响.研究结果表明:NBTI能够导致SET脉冲在产生与传播的过程中随时间而不断展宽.本文还基于工艺计算机辅助设计模拟软件(TCAD)进行器件模拟,提出了一种在130nm体硅工艺下,计算SET脉冲宽度的解析模型,并结合NBTI阈值电压退化的解析模型,建立了预测SET脉冲宽度在产生的过程中随PMOS器件的NBTI退化而不断展宽的解析模型,TCAD器件模拟的结果与解析模型...
作者:徐辉 陈玲 汪康之 期刊:《佳木斯大学学报》 2016年第02期
随着云计算和大数据时代的到来,人们对集成电路可靠性的要求越来越高。再加上晶体管尺寸及栅氧厚度的不断缩小,NBTI效应已经成为影响集成电路可靠性的重要因素。针对这一问题,提出了一种可编程的老化感知触发器,目的是为了监控老化效应,避免老化引起的故障。这种设计将有效地提高老化预测的准确性。
作者:张月 卓青青 刘红侠 马晓华 郝跃 期刊:《物理学报》 2013年第16期
通过对功率金属氧化物半导体场效应晶体管在静态应力下的负偏置温度不稳定性的实验研究,发现器件参数的退化随时间的关系遵循反应扩散模型所描述的幂函数关系,并且在不同栅压应力下,实验结果中均可观察到平台阶段的出现.基于反应扩散理论的模型进行了仿真研究,通过仿真结果分析和验证了此平台阶段对应于反应平衡阶段,并且解释了栅压应力导致平台阶段持续时间不同的原因.
作者:闫爱斌 梁华国 黄正峰 蒋翠云 期刊:《计算机辅助设计与图形学学报》 2015年第08期
工艺尺寸的降低导致组合电路对软错误的敏感性越发突出,由负偏置温度不稳定性(NBTI)效应引起的老化现象越发不容忽视.为了准确地评估集成电路在其生命周期不同阶段的软错误率,提出一种考虑NBTI效应的组合电路软错误率计算方法.首先通过对节点输出逻辑进行翻转来模拟故障注入,并搜索考虑扇出重汇聚的敏化路径;再基于单粒子瞬态(SET)脉冲在产生过程中展宽的解析模型对初始SET脉冲进行展宽,使用NBTI模型计算PMOS晶体管阈值电压增...