互連線單粒子串擾效應(yīng)的建模與分析

第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 互連技術(shù) 3
1.2.1 鋁互連技術(shù) 3
1.2.2 銅互連技術(shù) 4
1.2.3 碳納米材料互連技術(shù) 5
1.3 單粒子瞬態(tài)效應(yīng) 11
1.3.1 輻射環(huán)境 11
1.3.2 SET的產(chǎn)生與仿真 12
1.3.3 SET的傳播與捕獲 14
1.3.4 SET的加固 15
1.4 互連線的時延、建模及串擾效應(yīng) 17
1.4.1 互連線的時延估算 17
1.4.2 互連線的建模分析 18
1.4.3 工藝波動的影響 19
1.4.4 串擾效應(yīng) 20
1.5 本章小結(jié) 22
參考文獻 22
第2章 互連線串擾的基本理論及模型 29
2.1 互連線的基本理論 29
2.1.1 互連線的電場和磁場 29
2.1.2 互連線的分類 30
2.1.3 互連線的特性阻抗 31
2.1.4 導體損耗和介質(zhì)損耗 33
2.1.5 互連線的參數(shù) 34
2.2 互連線電參數(shù)提取 35
2.2.1 互連電阻 35
2.2.2 互連電容 36
2.2.3 互連電感 38
2.3 串擾機理 41
2.3.1 容性串擾 42
2.3.2 感性串擾 43
2.3.3 串擾感應(yīng)的噪聲 43
2.4 互連線串擾的等效模型 45
2.4.1 互連線的等效電路 45
2.4.2 串擾的集總參數(shù)模型 47
2.4.3 串擾的分布參數(shù)模型 50
2.4.4 單粒子串擾的等效電路 55
2.5 互連線串擾的影響因素 56
2.6 本章小結(jié) 57
參考文獻 57
第3章 串擾效應(yīng)對單粒子效應(yīng)的影響 59
3.1 串擾效應(yīng)對單粒子翻轉(zhuǎn)的影響 59
3.1.1 概率轉(zhuǎn)移矩陣的基本理論 59
3.1.2 可靠性評估方法及串擾的量化 61
3.1.3 可靠性估計及分析 61
3.1.4 串擾效應(yīng)對電路可靠性的影響 64
3.2 串擾效應(yīng)對單粒子瞬態(tài)的影響 67
3.2.1 SET電壓的多狀態(tài)系統(tǒng) 67
3.2.2 通用產(chǎn)生函數(shù) 68
3.2.3 可靠性評估算法 69
3.2.4 串擾效應(yīng)和遮掩對可靠性的影響 70
3.2.5 可靠性評估及分析 71
3.3 密勒效應(yīng)和串擾效應(yīng)對單粒子瞬態(tài)的影響 73
3.3.1 不同布線結(jié)構(gòu)的串擾效應(yīng) 73
3.3.2 密勒效應(yīng)和串擾效應(yīng)對SET影響的定性分析 78
3.3.3 判別SET的新標準 80
3.3.4 密勒效應(yīng)和串擾效應(yīng)對SET時延的影響 81
3.4 本章小結(jié) 83
參考文獻 83
第4章 基于導納的單粒子串擾建模分析 86
4.1 導納的基本理論 86
4.2 兩線間單粒子串擾模型 88
4.2.1 SET的等效電路 88
4.2.2 模型的建立 89
4.2.3 模型驗證及分析 93
4.3 多線間串擾效應(yīng)建模分析 98
4.3.1 多線串擾的等效電路 98
4.3.2 三線串擾的估算 101
4.3.3 多線串擾的預測 103
4.3.4 驗證與分析 105
4.4 本章小結(jié) 108
參考文獻 108
第5章 串擾效應(yīng)下的單粒子瞬態(tài)傳播特性及分布式模型 111
5.1 SET的傳播特性分析與建模 111
5.1.1 SET的產(chǎn)生特性 112
5.1.2 SET的不確定性量化 129
5.1.3 邏輯遮掩效應(yīng) 133
5.1.4 電氣遮掩效應(yīng) 134
5.1.5 窗口鎖存遮掩效應(yīng) 136
5.2 SEC的分布參數(shù)等效模型 138
5.3 基于線元解耦法的SEC估計模型 139
5.4 基于矩陣運算的SEC估計模型 142
5.5 串擾模型的驗證分析 145
5.5.1 模型的驗證 145
5.5.2 技術(shù)節(jié)點對SEC的影響 146
5.6 本章小結(jié) 148
參考文獻 148
第6章 碳納米材料互連線的單粒子串擾效應(yīng) 153
6.1 碳納米管互連線的等效RLC模型 153
6.2 SEC的RLC電路 156
6.2.1 SET的模擬 156
6.2.2 兩線間SEC等效電路 157
6.2.3 三線間SEC等效電路 158
6.3 兩線間的SEC分析 159
6.3.1 脈沖寬度和峰值電壓 159
6.3.2 潛在關(guān)聯(lián)性分析 162
6.4 溫度對三線間SEC的影響 163
6.4.1 溫度對平均自由程的影響 163
6.4.2 時延和頻率分析 164
6.4.3 銅互連線和SWCNT的SEC 166
6.4.4 CNT參數(shù)對SEC的影響 167
6.4.5 溫度和技術(shù)節(jié)點對SEC的影響 169
6.5 本章小結(jié) 170
參考文獻 171
第7章 工藝波動下的單粒子串擾效應(yīng) 174
7.1 互連線工藝波動的來源及影響 174
7.1.1 工藝波動的來源 174
7.1.2 工藝波動的影響 175
7.1.3 工藝波動的量化方法 176
7.2 工藝波動對互連線電學特性的影響 177
7.2.1 互連線的寄生電阻 178
7.2.2 互連線的寄生電感 179
7.2.3 互連線的寄生電容 180
7.2.4 互連線的耦合電容 181
7.2.5 互連線的耦合電感 181
7.2.6 串擾效應(yīng) 182
7.3 工藝波動下工藝角的確定方法 184
7.3.1 極差分析法 184
7.3.2 SEC極限工藝角的分析 185
7.3.3 SEC正交試驗設(shè)計及極差分析 186
7.3.4 方差分析及SEC極限工藝角 188
7.4 單粒子串擾的極限工藝角分析 194
7.4.1 電流幅值的影響 195
7.4.2 技術(shù)節(jié)點的影響 197
7.4.3 互連線長度的影響 199
7.4.4 環(huán)境溫度的影響 206
7.4.5 相關(guān)性分析 215
7.4.6 統(tǒng)計分析 216
7.5 本章小結(jié) 218
參考文獻 219