一、VLSI金属互连电迁移的噪声检测技术研究（论文文献综述）
程卫平[1]（2020）在《高性能处理器长互连线的延时分析与优化》文中认为集成电路技术的进步的历史就是半导体工艺节点推进的进程。从2016年的28nm到今年5nm芯片开始销售,数字集成芯片上的互连线的尺寸和彼此之间的距离继续减小,芯片内的互连线的层数也继续增加,并且电路运作的时钟频率持续增加。半导体工艺节点的不断减少为数字集成电路的后端物理设计带来了许多新问题。其中,闭时钟已成为面临的重要问题之一。就后端时序收敛问题而言,其中互连线对时序的影响变得越来越重要。当器件特征尺寸进入深亚微米级别之后,由于金属线间耦合电容所导致的串扰噪声与金属线自身的本征延时增加的原因,金属线延迟已经大于逻辑门延迟,并已变成影响电路总延迟的重要因素。所以为了能够达到高性能芯片的时序收敛需求,时序分析和互连线的改进具有重要的现实意义。随着芯片集成的功能不断增加,芯片面积的也持续增大,必然会出现大量的长距离连线,它们对时序收敛会造成很大的约束,尤其对于关键路径。集成电路中的全局总线指的就是芯片顶层的长度很长的总线。该类总线因为互连距离很长,信号的数量多,使其成为了整个芯片的时序收敛的关键之一。本文针对28nm工艺节点下的高性能处理器全局总线的延时进行研究。研究内容主要包括以下几点:1、研究分析数字集成芯片中的互连线分类、顶层长互连线的重要性,研究分析顶层长互连线延时的简单模型,分析插入缓冲器对线延的影响;分析互连线延时的另一重要来源串扰噪声,分析串扰的产生以及探讨减少串扰噪声可能的方案。2、根据要求设计出合理的电地网格,通过仿真验证电地网格满足约束,其中VDD（IR-drop）为3.02%,VSS（IR-drop）为3.6%,都低于要求的5%,设计完成的电地网络用于给芯片供电也作为后续实验的仿真环境。3、设计长线延时实验方案和实验步骤;进行实验采集相关数据总结出各个金属层与金属层宽度、布线密度等与延时的关系,得到MXMYMZ各金属层的布线方案表格,得到通过插入缓冲器、添加屏蔽线对串扰延时、互连线本征延时的影响,实验得到的仿真数据主要用于指导芯片顶层的长线布线规划以及布线优化、指导全局工程师的全局布局规划,还可以给底层模块工程师更加精确的时序约束,减少底层模块综合的迭代次数。
应迪[2]（2020）在《基于阵列测试技术的先进工艺器件热载流子注入效应研究》文中提出随着集成电路技术发展,场效应晶体管的沟道尺寸不断缩小,其可靠性问题也随着电场强度和电流密度的增大而变得日益突出。作为影响可靠性和造成器件失效的主要机理之一,热载流子注入效应在器件可靠性研究中备受关注,相关的可靠性测试在整个芯片生产过程中的重要性也日益突出。可靠性测试通常根据各类物理机制对器件的退化现象建立模型。对于热载流子注入效应,传统做法是通过加速应力试验建立以I-V特性为影响因子的数学物理模型,然后将符合实际情况的工作条件代入模型计算器件寿命,评估其是否达到可靠性要求。采用这类可靠性测试方法,完成一个测试单元全部测试流程的时间常常达到10000秒以上。因此,这类传统方法适用于测试时间充足、器件数量较少的场景,但在超大规模集成电路的实际生产流程中可靠性测试所占的时间应尽量缩短。在这样的背景下,测试效率更高的阵列测试技术就应运而生了。本文聚焦55 nm和40 nm工艺节点的器件可靠性研究,分别采用Core器件和IO器件设计规则,按照晶体管设计流程设计单管器件和阵列器件,并投入流片生产。然后,运用新型的阵列测试技术对两种结构进行热载流子注入效应的可靠性测试,并根据JESD标准开展数学物理模型的建立与分析工作。在评估所设计器件的寿命的同时,进一步深入探讨了阵列测试结构的优缺点,并且提出后续改进方案。
陈亮[3]（2020）在《集成电路的多物理场建模仿真技术研究》文中研究说明随着三维集成电路技术的迅速发展,芯片朝着高密度、多功能、小型化、高性能等方向发展。高速数字信号的频谱已经进入微波波段,引起芯片的电磁兼容问题;不断提高的功耗密度导致芯片严重的热可靠性问题;持续增长的电流密度触发铜导体电迁移失效问题。并且,三个物理场（电磁场/电场、热场和电迁移应力场）之间存在相互作用与耦合效应,是复杂的非线性问题。因此,多物理场耦合分析对集成电路的设计尤为重要。本学位论文主要研究麦克斯韦方程组、热传导方程和电迁移科合隆方程的解析和数值方法。然后,基于数值和解析方法,结合多物理场之间的联系,对集成电路进行多物理场耦合分析。本文的主要研究成果归纳如下:1.基于导体表面粗糙度的梯度模型,推导出线性电导率的解析解与任意电导率的半解析解。根据提出的半解析梯度模型,分析具有同一均方根值的不同分布（均匀、正态和瑞利分布）对传输线导体损耗的影响。证明了导体粗糙度不仅和均方根值有关,也和表面高度分布有关。为描述导体表面粗糙度提供了一个更加合理的模型。2.基于交替方向隐式时域有限差分数值方法,求解嵌入德拜色散模型的麦克斯韦方程组,分析空腔介质谐振器封装天线的屏蔽效能以及空腔内电路的电磁兼容问题。以高斯平面波作为激励,将时域响应做傅里叶变换得到频域电磁场,根据公式得到屏蔽效能,研究屏蔽腔的频域特性。然后,分析高斯脉冲波对屏蔽腔内电路的数字信号影响,研究屏蔽腔的时域特性。为屏蔽腔的设计提供理论依据。3.提出解析方法分析电源供电网络互连线的一维稳态热传导问题。引入半边界Rao-Wilton-Glisson（RWG）基函数,改进的泊松方程方法可以处理三类热边界条件,分析任意二维结构的稳态热传导问题。基于交替方向隐式方法,将空间差分格式等效为热阻,建立热阻网络,分析三维结构的瞬态热传导问题。根据混合物理论,建立硅通孔阵列和微流道阵列的等效电阻计算公式,分析复杂的结构和流体传热问题。为集成电路的热分析提供了高效工具。4.采用分离变量法求解电迁移科合隆方程,分析电源供电网络互连线的电迁移应力分布。其中,分离变量法的关键步骤是特征根的确定,对于多段直线与星形分支线特殊结构,推导其特征根的解析解;针对复杂电源供电网络互连线结构,采用Wittrick-Williams（WW）数值算法计算特征根值。提出快速高斯消去法和弦割法加速传统WW算法,根据矩阵行列式特性,取高斯消去后得到的上三角形矩阵对角线上最后一个元素作为矩阵行列式的值,避免了级联相乘运算与数值溢出。5.基于上述提出的解析方法和数值方法,研究电磁场/电场、热场和电迁移应力的多物理场耦合效应。首先,基于提出的半解析梯度导体粗糙度模型,分析粗糙度对传输线的导体损耗以及平均功率容量的影响,从频域研究电磁-热耦合效应。其次,采用交替方向隐式数值方法研究德拜色散媒质的瞬态电磁-热耦合响应,从时域研究电磁-热耦合机理。然后,采用改进的泊松方程方法分析Gallium Nitride（Ga N）功率器件的热分布,研究电-热耦合引起的自热效应。再用安德森加速方法提高电-热耦合的传统迭代法的收敛速度。最后,基于电迁移-热迁移联合方程,分析电源供电网络互连线的电-热-应力耦合效应。
沈竞宇[4]（2019）在《深亚微米CMOS集成电路可靠性评价与设计技术研究》文中认为可靠性对几乎所有的集成电路产品来说都是一个重要的要求,尤其是在恶劣环境条件下,电子系统中芯片的可靠性必须达到更高的要求。因此集成电路厂商在设计和制造过程中对各种可靠性问题进行了重点的关注。随着工艺尺寸的不断缩小,互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS）材料已经非常接近其本身的物理极限和可靠性极限。在深亚微米级和纳米级工艺节点,可靠性带来的挑战越来越受到人们的重视。基于以上背景,本文以深亚微米CMOS集成电路的可靠性评价和设计技术为研究课题,从CMOS集成电路的各种可靠性问题入手,重点研究了热载流子效应、经时击穿、负偏置温度不稳定性、电迁移和辐射效应的物理模型,失效机理和测试结构。深入分析了65nm CMOS工艺的热载流子效应,经时击穿效应,以及0.13μm工艺的铁电存储器的总剂量辐射效应。具体内容如下:对于工艺可靠性的问题,详细研究了热载流子效应、经时击穿、负偏置温度不稳定性、电迁移四种失效模式的物理模型,失效机理和测试结构。其中,对热载流子效应和经时击穿进行了深入研究。对65nm CMOS工艺的器件的热载流子效应进行了加速寿命试验和寿命预测;对比研究了热载流子对环形栅和条形栅NMOS器件的性能退化的影响;以及分析了冷载流子和热载流子对器件的性能影响的差别和相应的物理机理。同时,对65nm CMOS工艺的栅氧的经时击穿进行了加速寿命试验和寿命预测;对影响MOS器件经时击穿的各种因素进行了特性分析;以及研究了衬底热载流子对栅氧经时击穿的影响。对于器件的辐射效应问题,详细研究了铁电存储器的总剂量辐射效应。开展了全芯片60Coγ射线总剂量效应试验;另外,由于钴源不能单独对铁电阵列和外围各电路模块进行辐照,故开展了局部辐照试验研究,主要包括X射线微束试验和电子加速器铝膜屏蔽试验;深入分析了铁电存储器各电路模块的辐射敏感性和失效机理;对比研究了不同辐射源的差异性和应用特点。基于对深亚微米CMOS集成电路的各种可靠性问题的详细研究,开展了可靠性加固设计研究,包括抗总剂量加固设计研究,抗热载流子退化加固设计研究以及提高栅介质可靠性的方法研究。
聂保威[5]（2019）在《不同强电磁脉冲参数与集成电路的损伤相关性》文中进行了进一步梳理随着集成电路集成度的提高,器件的特征尺寸不断减小,电磁脉冲对集成电路的损伤效应越发明显。电磁脉冲可以通过金属互连线或者孔缝耦合进入集成电路内部,将大的感应电动势或者能量耦合进集成电路内部,对集成电路造成干扰或者损伤。集成电路的电磁脉冲损伤效应主要体现在金属化损伤以及集成电路内部电热场的变化,针对金属化损伤,本文研究了电磁脉冲作用下的互连线损伤规律,针对集成电路的电热效应,本文研究了CMOS反相器的电磁脉冲损伤规律。本文首先给出了电磁脉冲的分类以及不同类型的电磁脉冲的波形,同时研究了不同波形的电磁脉冲的关键参数。然后分析了电磁脉冲对集成电路的损伤效应,给出了电路与器件的损伤机理与损伤模式。针对互连线的电磁脉冲损伤规律的研究,重点分析了电迁移效应,电迁移是引起互连线失效的主要原因,互连线电迁移的诱发因素是电流密度和温度。首先结合麦克斯韦方程以及电磁仿真软件COMSOL建立金属互连线仿真模型,分别研究入射电场强度、延迟时间以及时间衰减常数对金属互连线感应电动势的影响。仿真结果表明,当入射电场为高斯脉冲形式时,互连线上感应电动势的波形与正弦波波形非常相似,入射电场强度越大,金属互连线的感应电动势幅值越大,延迟时间对感应电动势的幅值没有影响,但是延迟时间越大,感应电动势到达峰值所用时间也就越长,时间衰减常数越大,感应电动势的幅值越小,并且感应电动势到达峰值的时间越短。然后研究了脉冲频率、脉冲重复率以及脉冲极化角对互连线电热场分布的影响。仿真结果表明,电磁脉冲频率越小,互连线耦合能量越多,互连线温度就越高,脉冲重复率越大,互连线的温度上升速度越快,水平极化角下互连线的温度上升速度比垂直极化角下的温度上升速度快。针对集成电路的电磁脉冲损伤规律的研究,本文选取CMOS反相器作为研究对象,CMOS反相器是数字集成电路的基本单元模块,结构简单,首先分析了反相器的损伤机理,重点分析了闩锁效应,闩锁效应是引起反相器失效的主要原因。然后使用器件仿真软件Sentaurus建立反相器模型,仿真反相器的瞬态特性,仿真结果显示,所建反相器模型工作正常。然后研究注入电磁脉冲的功率、脉冲宽度以及频率对反相器性能的影响,仿真结果显示,注入电磁脉冲功率较低时,反相器性能只是短暂的受到干扰,电磁脉冲不再作用后反相器能够恢复正常工作状态,当功率达到一定阈值时,反相器的性能会受到永久性损伤,脉冲宽度越大,反相器的损伤阈值越小,频率越小,反相器的损伤阈值也越小。最后研究了脉冲功率以及频率对反相器内部电热场分布的影响,仿真结果显示,脉冲功率较低时,电源电流只在电磁脉冲作用时间内缓慢上升,之后又迅速下降,反相器内部的峰值温度也只在电磁脉冲作用时有一定的上升,之后迅速降低到初始温度,当功率达到一定阈值时,反相器内部温度会迅速上升,达到器件的烧毁温度,脉冲频率会影响衬底注入电荷总量以及反相器内部过剩载流子的浓度,注入电磁脉冲频率越高,过剩载流子的浓度越低,因此需要更大的电压或者功率幅值才能引发闩锁效应。
林倩[6]（2017）在《射频功率放大器互连可靠性与温度可靠性的研究》文中进行了进一步梳理RF PA作为发射机射频前端的关键模块之一,其可靠性和性能直接影响着通信系统的通信质量。近年来,随着电路集成度的不断提高,RF IC特征尺寸和互连宽度在不断减小,这使得互连中的电流密度急剧升高。如此高的电流密度会导致互连线发生电迁移,甚至给PA电路带来短路或断路等致命失效的问题。所以,在PA的设计阶段互连可靠性已经成为设计者首要关注的问题。另外,在PA的应用阶段,温度变化导致的性能退化和失效已经成为PA可靠性的重要因素之一。这些问题都对PA的可靠性提出了严峻的挑战。本文针对目前PA在互连失效和性能失效两个方面的问题,在集成PA的互连可靠性和分立PA的温度可靠性方面进行了深入地探索。首先考虑到现有的研究仅实现了IC直流状态下的互连可靠性分析,本文对设计的GaAs MMIC PA实现了直流和交流状态下的互连可靠性预测和分析。在此基础上,针对传统有限元分析的耗时、耗资源和模型修改繁琐等缺点,通过将有限元分析与人工神经网络及相关技术结合的方式实现了快速的PA互连可靠性分析。最后,由于温度是影响PA性能和可靠性的首要因素,本文通过一系列的可靠性实验来对GaN PA的温度可靠性和指标失效进行研究。具体来讲,本文取得的主要创新成果如下:1、为了解决传统有限元分析方法耗时耗资源和模型修改繁琐的问题,本文提出了将有限元分析与人工神经网络技术及相关技术结合来加速GaAs MMIC PA的互连可靠性分析。还通过使用ANSYS参数化设计语言和自动模型产生算法实现了模型的自动构建和映射关系的快速构建,方便了模型的修改,极大地提高了建模和分析效率,为复杂IC的自动建模和快速互连可靠性分析和预测提供了新的思路。2、为了定量地分析温度与PA各个性能参数之间的关系,本文通过一系列的可靠性实验研究了温度变化对两种不同类型GaN PA的可靠性和性能的具体影响,为PA的可靠性设计提供了重要指导。3、针对PA性能持续退化的问题,本文提出了以PA的性能指标为退化数据,采用加速退化测试来研究PA指标失效机制的方法。通过测试和分析其在不同温度应力下性能指标的退化和失效,得到了给定GaN PA实际可接受的工作温度范围和温度冲击次数,为其他电子产品指标失效的研究奠定了坚实的基础。
辛维平[7]（2014）在《超深亚微米SoC嵌入式可靠性失效预报技术研究》文中研究说明半导体技术的飞速发展已经将集成电路技术带到了超深亚微米时代，这使得集成电路性能更好、集成度更高。集成电路从其诞生以来就朝着高性能和高可靠性两个方向不断发展。器件尺寸缩小、电路性能提升的同时，一些传统的可靠性失效机理，如栅氧经时击穿、热载流子注入、电迁移等对电路与器件的影响不但没有减轻，而且一些以前可以忽略的失效机理如，负偏压温度不稳定性，也变得越来越不能忽视了。因此，在一些可靠性要求较高的应用领域，可靠性失效严重威胁着SoC（System on Chip）乃至系统的安全，甚至一块电路的失效都可能会带来重大的损失甚至是灾难性的后果。本研究提出了一种新的SoC可靠性测试与寿命预报技术。针对栅氧经时击穿、热载流子注入、负偏压不稳定性、电迁移失效机理，设计若干种专用于可靠性测试的电路单元，其可作为IP（Intellectual Property）嵌入到主电路之中，具体内容概括如下：（1）首先从可靠性基础理论出发，基于超深亚微米时代可靠性测试遇到的困难，创新性地提出了可靠性预报单元的设计理念；并针对单个失效机理设计单一失效机理的预报实现方案。（2）基于栅介质经时击穿的失效机理、失效模型以及寿命的威布尔分布，提出了栅介质失效监测电路，求出电路设计所需参数的表达式。针对设计的栅氧击穿监测单元电路，基于台积电的0.18μm CMOS工艺设计了监测电路版图，并进行了投片。对获得的监测电路以及用于栅氧经时击穿加速实验的测试电容进行了大量的实验，获得设计所需的参数，对电路以及电路设计方法进行了验证。（3）基于热载流子注入发生的机理，提出了热载流子失效监测电路的设计方案。针对热载流子注入对器件及电路的影响，设计了热载流子注入失效监测电路。基于台积电的0.18μmCMOS工艺设计了热载流子注入失效监测单元电路版图，并进行了投片。对获得的监测电路以及用于加速寿命实验的环形振荡器进行了热载流子加速寿命实验，验证了环形振荡器振荡频率随时间的变化关系，对电路以及电路设计方法进行了验证。（4）基于负偏压温度不稳定性发生的机理，提出了负偏压温度不稳定性失效监测电路的设计方案。针对负偏压温度不稳定性对器件及电路的影响，设计了负偏压温度不稳定性失效监测电路。基于台积电的0.18μm CMOS工艺设计了负偏压温度不稳定性失效监测单元电路版图，并进行了投片。对获得的监测电路以及用于加速寿命实验的金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET：Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors）进行负偏压温度实验，验证了负偏压温度应力时间也符合小数幂指数函数关系，对电路以及电路设计方法进行了验证。（5）基于电迁移发生的机理，提出了电迁移失效监测电路的设计方案。针对电迁移对器件及电路的影响，设计了电迁移失效监测电路。基于台积电的0.18μmCMOS工艺设计电迁移失效监测单元电路版图，并进行投片。对获得的监测电路以及测试金属连线组进行电迁移加速寿命实验，获得相关参数，对电路以及电路设计方法进行了验证。（6）针对可靠性失效监测系统在应用中可能会占用过多输入/输出（I/O：Input/Output）口的问题，设计了联合测试组总线接口电路并进行了仿真。总之，本论文所提出的SoC可靠性测试与寿命预报技术克服了传统可靠性概率统计法分析不能实时反映电路的可靠性状态以及电路可靠性仿真耗时长精度差的缺点。本论文提出的可靠性失效测试系统可嵌入到待测电路中，能实时地反映待测电路的退化状态，具有很好应用价值。
秦晓阳[8]（2012）在《集成电路互连噪声检测及其应用》文中研究表明随着电子器件向深亚微米量级发展，超大规模集成电路互连线截面积越来越小，其承受的电流密度急剧增加，电迁移引发的失效越来越显着，引起人们极大关注。本文在介绍金属互连导电机理，噪声产生物理机制研究的基础上，概述了金属互连的噪声测试方法，完成了平衡电桥测试系统的改进以及低阻金属互连样品噪声的测量，通过与传统测试系统实测结果对比，新系统在可检测最小信号、信号检测精准度及信号各频段放大一致性等方面表现优异，更适用于低阻金属互连样品的噪声检测。重点研究了金属互连晶粒/晶界的电阻和噪声模型。针对多晶材料晶界存在高斯势垒的特点，基于晶界的隧穿导电机制和晶粒的扩散漂移导电机制，建立了金属互连晶界/晶粒的电阻率模型。详细研究了晶粒/晶界低频噪声种类及产生机理，建立了基于扩散漂移机制的晶粒噪声模型以及基于隧穿机制的晶界噪声模型。根据上述理论及晶粒/晶界的噪声模型，分析了各自模型中相关参量对噪声变化的影响。在较小的偏置电压下，晶界噪声不随偏置电压的变化而变化，而晶粒噪声则随偏置电流的增加而增加。基于以上结果，我们通过改变偏置电流的方法，建立了晶粒/晶界噪声分离提取的测试方案。最后进行了两组变电流噪声测试实验，成功分离提取了晶粒及晶界的噪声。
何亮[9]（2011）在《基于噪声的金属互连电迁移表征方法研究》文中认为自集成电路问世至今，金属互连电迁移现象一直是制约电路可靠性提升的重要因素之一。随着微电子器件持续小型化，集成电路封装不断密集化，金属互连薄膜的截面积越来越小，其承受的功率密度急剧增加，因此，由电迁移导致的互连失效已成为当今集成电路可靠性研究中最关键的问题。如何对电迁移现象进行敏感、准确且全面的表征是电迁移失效研究中的基础与根本。随着互连工艺的不断进步，对可靠性要求的不断提高，传统表征方法表现出了一定的局限性，例如，中期失效时间（MTTF）方法虽能通过统计学原理同时测定大量样品，但却无法通过失效机制对个别样品进行表征；原位检测方法虽然直观明了，但需对测试样品进行特殊的处理或制备，难以如实反映实际电路工作状态下的电迁移失效；阻抗测试方法简单易行，能有效反映空洞成核的发生，却对电迁移早期损伤与潜在损伤并不敏感。因此，需要探索能更加直接地反映电迁移失效机制且更加灵敏的表征技术与参量。噪声作为一种新型表征手段，在电子材料与元器件的可靠性研究中正在得到越来越广泛的应用，主要原因在于：1.它的测试是非破坏性的；2.它具有高的灵敏性；3.测试方法简单，不要求昂贵的测试仪器；4.建立噪声模型的步骤相对简单。本文将噪声表征应用于金属互连电迁移失效研究，提出了低阻互连噪声测试系统，建立了晶界噪声自由体积模型，进行了金属互连电迁移老化实验，提取了电迁移噪声频谱表征参量，分析了表征参量所反映的失效机理，在此基础上，认识到电迁移过程是一种复杂的动态失效过程，其噪声信号中常常带有非高斯性、非平稳性、复杂性、奇异性、浑沌性等特征，因此，采用了若干时间序列分析方法，对电迁移进行了多个角度且更加全面、深入的分析与表征。本文的主要的创新点及成果体现在：1.针对传统噪声测试系统在电迁移低阻样品测试方面的不足，建立了电迁移低阻样品双放大器串联噪声测试系统。新系统的一级放大采用超低噪声前置放大器，保证能够采集到幅度较小的样品噪声，其良好的频率响应特性确保了样品噪声的低频段不产生畸变；二级放大器具有良好的放大增益，确保样品噪声能够被准确采集，放大器串联的形式使得系统总背景噪声幅值与一级放大器背景噪声相当，有效降低了背景噪声对样品噪声的干扰。2.对电迁移噪声与电迁移主导缺陷—晶界的相互关系进行了探讨，明确了随电迁移过程的进行，晶界噪声逐渐成为主导噪声，在此基础上，将晶界等效为二维散射平面，借助自由体积概念，建立了晶界自由体积噪声模型。模型结果显示，电迁移噪声主要受晶界自由体积散射截面积S （v f）、晶界宽度、单位面积自由体积膨胀V/A等参数影响。参考晶界电子风力增强因子表达式，提出晶界噪声增强因子的概念并给出表达式，计算结果显示相对于电子风力在晶界处增大1-2个数量级，晶界处的噪声增强达到4个数量级，显示了噪声参量的高灵敏度。3.采用新提出的低阻噪声测量系统，设计了电迁移老化实验并进行了噪声测试，对测试结果进行了频谱分析，结果显示频谱幅值在电迁移前期常常呈震荡增大趋势，空洞成核时刻产生跳变，之后随空洞的生长信号可能产生低频段衰减畸变；频率指数则在空洞成核前在0.8-1.5的范围之内缓慢增大（或震荡增大），空洞成核时期突变至1.5以上。另外，频谱参量对于外部应力的变化（温度、电流密度）也非常敏感。4.证明了电迁移噪声信号具有分形特性，分形维数能够有效地区分电迁移过程的各个阶段，反映电迁移导致缺陷类型的变化及电迁移噪声产生机制的变化。通过盒子维与渗流理论将噪声时间序列分形维数与晶粒间界分形维数相联系，通过对噪声维数的表征，描述了晶界形貌随电迁移过程的演变。通过相关维数对电迁移噪声的随机性与确定性进行了表征，确定了噪声由电迁移前期的随机信号转变为电迁移后期的混沌动力学信号，反映了噪声产生机制由空位随机散射转变为空洞类弹道混沌腔输运机制。另外，通过相关维数是否收敛，可预测电迁移失效的发生。5.根据熵在刻画系统所处状态的无序性或混乱度方面的重要作用，采用多尺度熵分析方法对电迁移信号的复杂度特性进行了表征。结果表明：电迁移早期，噪声信号较不规律，其复杂度较大；电迁移空洞成核阶段，噪声信号规律性增强，复杂度明显减小。通过噪声信号的多尺度熵与热力学熵关系，表明系统混乱度以及内部微观状态数也随电迁移过程的进行而减少。
李宇博,马中发,张鹏[10]（2010）在《VLSI金属互连线电迁移噪声检测敏感性的逾渗模拟》文中研究说明在电迁移物理机制的基础上结合逾渗理论,建立了一种金属互连线电迁移的逾渗模型。基于该模型,采用蒙特卡罗方法模拟了超大规模集成电路（VLSI）金属互连线电迁移过程中电阻和低频噪声参数的变化规律。结果表明,与传统的电阻测量方法相比,低频噪声表征方法对电迁移损伤更敏感,检测的效率更高。该研究结果为低频噪声表征VLSI金属互连线电迁移损伤的检测方法提供了理论依据。
二、VLSI金属互连电迁移的噪声检测技术研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、VLSI金属互连电迁移的噪声检测技术研究（论文提纲范文）
（1）高性能处理器长互连线的延时分析与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究历史及现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第二章 长线延时的理论研究 |
| 2.1 互连线分类 |
| 2.2 互连线延时的简单理论分析 |
| 2.2.1 互连线3D模型 |
| 2.2.2 Elmore延时模型 |
| 2.2.3 长互连线的延时分析 |
| 2.3 插入缓冲器减少长线延时 |
| 2.3.1 缓冲器的使用介绍 |
| 2.3.2 插入buffer优化延时的理论分析 |
| 2.4 串扰噪声分析 |
| 2.4.1 串扰噪声的重要影响 |
| 2.4.2 串扰噪声产生原因分析 |
| 2.4.3 串扰噪声的分类 |
| 2.4.4 串扰噪声的解决方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 顶层长线延时实验设计 |
| 3.1 电地网格设计 |
| 3.1.1 电压降和电迁移 |
| 3.1.2 本文设计电地网格依据 |
| 3.1.3 电地仿真方案 |
| 3.2 长线延时实验步骤 |
| 3.2.1 长线延时估算 |
| 3.2.2 长线延时电路 |
| 3.2.3 长线延时电路版图 |
| 3.2.4 寄生参数提取 |
| 3.2.5 后仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 顶层长线延时实验 |
| 4.1 实验工具介绍 |
| 4.2 实验工艺库和单元库 |
| 4.3 单根互连长线的延时实验 |
| 4.3.1 具体实验流程 |
| 4.3.2 线长对延时的影响 |
| 4.3.3 线宽对延时的影响 |
| 4.3.4 改变金属层对延时的影响 |
| 4.3.5 单根信号线插入缓冲器对延时的影响 |
| 4.4 多根互连长线的延时实验 |
| 4.4.1 多根并行长线对延时的影响 |
| 4.4.2 多根并行长线线宽对延时的影响 |
| 4.4.3 线间距对延时的影响 |
| 4.5 28nm工艺不同金属层的布线规划 |
| 4.6 插入缓冲器优化互连线时序 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）基于阵列测试技术的先进工艺器件热载流子注入效应研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略语词意中英文对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 集成电路发展现状 |
| 1.1.2 可靠性概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 器件可靠性测试技术现状 |
| 1.2.2 器件阵列测试技术现状 |
| 1.3 本课题研究目的和意义 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 2 影响器件可靠性的主要失效机理 |
| 2.1 各类失效机理介绍 |
| 2.1.1 热载流子注入效应 |
| 2.1.2 其他失效机理简介 |
| 2.2 热载流子注入效应测试模型介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 热载流子注入效应可靠性测试阵列结构和版图设计 |
| 3.1 各种可靠性失效机理结构及版图设计工具介绍 |
| 3.1.1 各种可靠性失效机理结构介绍 |
| 3.1.2 版图设计及验证工具介绍 |
| 3.2 单管热载流子注入效应测试模型结构 |
| 3.3 阵列热载流子注入效应测试模型结构 |
| 3.3.1 阵列测试版图设计 |
| 3.4 热载流子注入效应可靠性测试方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 单管器件的热载流子注入效应研究 |
| 4.1 测试设备介绍 |
| 4.2 55 nm和40 nm工艺节点的单管测试结果 |
| 4.3 单管测试数据分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 运用阵列测试技术的热载流子注入效应研究 |
| 5.1 阵列测试方案 |
| 5.2 40 nm工艺节点的阵列测试结果 |
| 5.3 阵列测试数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（3）集成电路的多物理场建模仿真技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史及现状 |
| 1.2.1 计算电磁学发展 |
| 1.2.2 计算热物理发展 |
| 1.2.3 计算电迁移发展 |
| 1.2.4 多物理场耦合仿真进展 |
| 1.3 论文的主要研究内容与组织架构 |
| 参考文献 |
| 第二章 导体表面粗糙度的半解析梯度模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 导体表面粗糙度模型的发展 |
| 2.2.1 表象模型 |
| 2.2.2 雪球模型 |
| 2.2.3 梯度模型 |
| 2.3 商业仿真软件中的粗糙度模型 |
| 2.3.1 HFSS |
| 2.3.2 CST |
| 2.4 半解析梯度模型 |
| 2.4.1 线性电导率的解析解 |
| 2.4.2 任意电导率的半解析解 |
| 2.4.3 PCB带状线的等效电导率 |
| 2.5 半解析梯度模型的应用 |
| 2.5.1 磁场验证 |
| 2.5.2 带状线 |
| 2.5.3 基片集成波导 |
| 2.6 本章小结 |
| 附录 |
| A 贝塞尔方程 |
| B 三种分布函数 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于ADI-FDTD方法的电磁兼容分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁场模型 |
| 3.2.1 麦克斯韦方程组 |
| 3.2.2 Debye色散模型 |
| 3.3 基于ADI-FDTD的麦克斯韦方程求解 |
| 3.3.1 ADI-FDTD算法迭代公式 |
| 3.3.2 总场/散射场技术 |
| 3.3.3 卷积完全匹配层(CPML)吸收边界条件 |
| 3.4 数值算例验证 |
| 3.4.1 空腔介质谐振器封装天线的电磁屏蔽效能 |
| 3.4.2 孔缝金属屏蔽腔内的电磁兼容问题 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 温度场分析的快速方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热传导方程 |
| 4.2.1 稳态 |
| 4.2.2 瞬态 |
| 4.2.3 热场与静电场的对偶性 |
| 4.3 互连线上稳态热传导解析解法 |
| 4.4 基于泊松方程算法的稳态热传导仿真 |
| 4.4.1 基函数 |
| 4.4.2 稳态热传导方程的离散 |
| 4.4.3 后处理 |
| 4.5 基于ADI-FDM算法的瞬态热传导仿真 |
| 4.5.1 ADI-FDM算法迭代公式 |
| 4.5.2 热阻网络方法与FDM算法的联系 |
| 4.5.3 等效热阻方法 |
| 4.6 数值算例验证 |
| 4.6.1 互连线解析解 |
| 4.6.2 改进的泊松方程算法 |
| 4.6.3 等效热阻与ADI-FDM流体传热 |
| 4.7 本章小结 |
| 附录 |
| A 恒等式证明 |
| 参考文献 |
| 第五章 电迁移Korhonen方程的分离变量法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电迁移模型 |
| 5.2.1 Black模型 |
| 5.2.2 Blech模型 |
| 5.2.3 Korhonen方程 |
| 5.3 分离变量法 |
| 5.3.1 稳态 |
| 5.3.2 瞬态 |
| 5.4 特征根的求解 |
| 5.4.1 特殊结构 |
| 5.4.2 任意结构 |
| 5.5 数值算例验证 |
| 5.5.1 解析特征根 |
| 5.5.2 特征根的数量 |
| 5.5.3 算法效率 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 多物理场耦合分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 色散传输线的电磁-热耦合分析 |
| 6.2.1 频域 |
| 6.2.2 时域 |
| 6.3 AlGaN/GaN HEMT的电-热耦合分析 |
| 6.3.1 自热效应 |
| 6.3.2 Anderson加速算法 |
| 6.4 PDN互连线的电-热-电迁移静应力耦合分析 |
| 6.4.1 EM-TM方程 |
| 6.4.2 电-热-应力耦合分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 附录 |
| A EM-TM方程 |
| B 贝塞尔方程 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的项目 |
（4）深亚微米CMOS集成电路可靠性评价与设计技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 CMOS工艺可靠性研究进展 |
| 1.2.2 铁电存储器辐射效应研究进展 |
| 1.3 主要贡献与创新 |
| 1.4 论文的内容安排 |
| 第二章 CMOS集成电路的可靠性问题 |
| 2.1 载流子注入 |
| 2.1.1 热载流子注入概述 |
| 2.1.2 热载流子注入的物理机理 |
| 2.1.2.1 电场驱动的沟道热载流子机理 |
| 2.1.2.2 能量驱动的沟道热载流子机理 |
| 2.1.2.3 多振荡激发机理 |
| 2.2 经时击穿 |
| 2.2.1 经时击穿的过程 |
| 2.2.2 氧化层缺陷产生模型 |
| 2.2.2.1 空穴陷阱模型 |
| 2.2.2.2 阳极空穴注入模型 |
| 2.2.2.3 阳极氢释放模型 |
| 2.2.2.4 热化学击穿模型 |
| 2.2.2.5 渗流模型 |
| 2.2.3 经时击穿模型 |
| 2.2.3.1 1/E模型 |
| 2.2.3.2 E模型 |
| 2.2.3.3 V模型 |
| 2.2.3.4 指数模型 |
| 2.3 负偏置温度不稳定性 |
| 2.3.1 反应扩散模型 |
| 2.3.2 复原 |
| 2.3.2.1 界面态陷阱的复原 |
| 2.3.2.2 陷阱空穴的复原 |
| 2.4 电迁移 |
| 2.4.1 电迁移概述 |
| 2.4.2 电迁移的测试结构 |
| 2.4.2.1 测试结构设计要求 |
| 2.4.2.2 金属线与电流源的连接方式 |
| 2.5 辐射效应 |
| 2.5.1 电离辐射效应 |
| 2.5.1.1 总剂量效应 |
| 2.5.1.2 单粒子效应 |
| 2.5.2 位移损伤 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 65 纳米CMOS工艺的热载流子注入效应研究 |
| 3.1 测试结构和测试方法 |
| 3.1.1 测试结构 |
| 3.1.2 测试方法 |
| 3.2 加速试验及寿命评估 |
| 3.2.1 加速试验 |
| 3.2.2 寿命评估 |
| 3.3 热载流子退化的仿真研究 |
| 3.4 不同温度下的热载流子退化研究 |
| 3.5 热载流子对环形栅和条形栅MOS器件的影响 |
| 3.5.1 实验过程 |
| 3.5.2 结果和讨论 |
| 3.6 热载流子和冷载流子对MOS器件性能影响的研究 |
| 3.6.1 实验过程 |
| 3.6.2 结果和讨论 |
| 3.7 抗热载流子退化加固设计 |
| 3.7.1 环形栅结构 |
| 3.7.2 轻掺杂漏结构 |
| 3.7.3 工艺加固设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 65 纳米CMOS工艺的经时击穿效应研究 |
| 4.1 测试结构和测试方法 |
| 4.1.1 测试结构 |
| 4.1.2 测试方法 |
| 4.2 加速试验及寿命评估 |
| 4.2.1 加速试验 |
| 4.2.2 寿命评估 |
| 4.3 经时击穿特性分析 |
| 4.3.1 栅极电压和击穿时间的关系 |
| 4.3.2 栅氧化层面积和击穿时间的关系 |
| 4.3.3 栅氧化层厚度和击穿时间的关系 |
| 4.3.4 温度和击穿时间的关系 |
| 4.4 恒定电压和衬底热载流子对超薄栅氧化层经时击穿特性的影响 |
| 4.4.1 理论描述 |
| 4.4.2 实验过程 |
| 4.4.3 结果和讨论 |
| 4.4.3.1 恒定电压应力下不同栅氧厚度MOS器件的经时击穿特性 |
| 4.4.3.2 衬底热载流子和恒定电压应力下薄栅氧化层经时击穿特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 0.13 微米CMOS工艺铁电存储器的总剂量辐射效应研究 |
| 5.1 铁电存储器构造及工作原理 |
| 5.2 基于March C-的铁电存储器的测试方法 |
| 5.3 不同辐射源的总剂量效应辐射试验 |
| 5.3.1 Co-60γ 射线全芯片辐射实验 |
| 5.3.2 电子加速器局部辐射实验 |
| 5.4 铁电存储器的总剂量效应失效分析 |
| 5.5 不同辐射源的总剂量效应的对比分析 |
| 5.6 抗辐射加固设计 |
| 5.6.1 环形栅结构设计 |
| 5.6.2 保护环设计 |
| 5.6.3 无电荷泵结构 |
| 5.6.4 DICE结构锁存器 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）不同强电磁脉冲参数与集成电路的损伤相关性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及章节安排 |
| 第二章 集成电路EMP效应及损伤机理 |
| 2.1 EMP信号及其参数分析 |
| 2.1.1 高空核爆电磁脉冲 |
| 2.1.2 高功率微波 |
| 2.1.3 超宽带电磁脉冲 |
| 2.2 集成电路的EMP效应 |
| 2.2.1 EMP的耦合途径 |
| 2.2.2 集成电路EMP效应分类 |
| 2.2.3 集成电路EMP效应机理 |
| 2.3 集成电路EMP耦合问题的求解 |
| 2.3.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.3.2 有限元分析 |
| 2.3.3 多物理场仿真软件COMSOL |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 金属互连线的EMP耦合规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电迁移理论 |
| 3.2.1 电迁移现象 |
| 3.2.2 电迁移的形成 |
| 3.2.3 电迁移的影响因素 |
| 3.3 EMP作用下的互连线感应电动势 |
| 3.3.1 互连线的仿真模型 |
| 3.3.2 EMP参数与感应电动势之间的关系 |
| 3.4 EMP作用下的互连线电热场分布 |
| 3.4.1 电热场分布的理论分析 |
| 3.4.2 电热场分布的仿真 |
| 3.4.3 EMP参数对电热场分布的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 CMOS反相器的理论与模型 |
| 4.1 反相器的结构与工作特性 |
| 4.1.1 反相器的基本结构 |
| 4.1.2 闩锁效应 |
| 4.1.3 反相器的工作特性 |
| 4.2 反相器建模 |
| 4.2.1 器件仿真软件Sentaurus TCAD |
| 4.2.2 反相器的数值模型 |
| 4.2.3 反相器的仿真模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 CMOS反相器的EMP损伤规律研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 EMP功率对CMOS反相器损伤的影响 |
| 5.2.1 CMOS反相器EMP损伤仿真电路 |
| 5.2.2 不同功率EMP注入下反相器性能分析 |
| 5.2.3 不同功率EMP注入下反相器电热场分布 |
| 5.2.4 反相器EMP直接损伤的功率阈值 |
| 5.3 EMP频率对CMOS反相器损伤的影响 |
| 5.3.1 不同频率EMP注入下反相器性能分析 |
| 5.3.2 不同频率EMP注入时反相器的载流子浓度分布 |
| 5.3.3 EMP频率对反相器的损伤阈值的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）射频功率放大器互连可靠性与温度可靠性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 射频电路可靠性的研究内容和分类 |
| 1.1.2 射频电路可靠性的文献调研 |
| 1.1.3 射频功率放大器可靠性的研究意义和内容 |
| 1.2 研究基础 |
| 1.2.1 射频集成电路互连可靠性的研究 |
| 1.2.2 射频分立电路温度可靠性的研究 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 射频功率放大器互连可靠性的研究现状 |
| 1.3.2 射频功率放大器温度可靠性的研究现状 |
| 1.4 论文主要工作和创新 |
| 1.5 论文结构及内容安排 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 互连电迁移与射频功率放大器的互连可靠性研究 |
| 2.1 互连电迁移的概述 |
| 2.1.1 互连电迁移的失效机理 |
| 2.1.2 互连电迁移的失效因素 |
| 2.2 互连电迁移的分析方法 |
| 2.2.1 扩散路径法 |
| 2.2.2 驱动力法 |
| 2.2.3 蒙特卡洛法 |
| 2.3 互连电迁移的AFD原理 |
| 2.3.1 互连AFD原理 |
| 2.3.2 AFD的计算 |
| 2.4 互连电迁移的有限元分析 |
| 2.4.1 有限元分析理论及建模方法 |
| 2.4.2 互连电迁移的有限元分析过程 |
| 2.5 基于ANSYS的射频功率放大器互连可靠性研究 |
| 2.5.1 射频功率放大器三维模型的构建 |
| 2.5.2 射频功率放大器三维模型的有限元分析 |
| 2.6 射频功率放大器的互连可靠性研究 |
| 2.6.1 射频功率放大器直流状态的互连可靠性研究 |
| 2.6.2 射频功率放大器交流状态的互连可靠性研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于人工神经网络的射频功率放大器互连可靠性研究 |
| 3.1 人工神经网络概述 |
| 3.1.1 人工神经网络的组成及结构类型 |
| 3.1.2 人工神经网络的建模方法 |
| 3.2 射频功率放大器的人工神经网络建模 |
| 3.2.1 射频功率放大器3D模型的构建 |
| 3.2.2 人工神经网络技术的实现 |
| 3.3 基于人工神经网络技术的射频功率放大器互连可靠性研究 |
| 3.3.1 基于人工神经网络技术的互连可靠性建模 |
| 3.3.2 结果和讨论 |
| 3.4 基于人工神经网络自动模型产生算法的射频功率放大器互连可靠性研究 |
| 3.4.1 基于人工神经网络自动模型产生算法的基本原理 |
| 3.4.2 基于人工神经网络自动模型产生算法的互连可靠性建模 |
| 3.4.3 结果和讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 射频功率放大器的温度可靠性研究 |
| 4.1 GaNHEMT及其可靠性研究 |
| 4.1.1 GaNHEMT的材料特性 |
| 4.1.2 GaNHEMT的器件结构和工作原理 |
| 4.1.3 GaNHMET的可靠性问题 |
| 4.1.4 GaNHEMT功率放大器的温度可靠性研究 |
| 4.2 超宽带GaN功率放大器的温度可靠性研究 |
| 4.2.1 超宽带GaN功率放大器的实现 |
| 4.2.2 超宽带GaN功率放大器的温度可靠性测试分析 |
| 4.3 并联高效E类GaN功率放大器的温度可靠性研究 |
| 4.3.1 并联高效E类GaN功率放大器的实现 |
| 4.3.2 并联高效E类GaN功率放大器的温度可靠性测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 射频功率放大器的指标失效研究 |
| 5.1 指标失效分析及测试方法研究 |
| 5.1.1 基于退化数据的指标失效研究 |
| 5.1.2 基于加速退化测试的指标失效研究 |
| 5.2 射频功率放大器的指标失效 |
| 5.3 射频功率放大器指标失效的测试分析 |
| 5.3.1 性能指标及其阈值的选择 |
| 5.3.2 基于退化数据和加速退化测试的指标失效研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文贡献 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文与参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）超深亚微米SoC嵌入式可靠性失效预报技术研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 SoC 发展的可靠性需求 |
| 1.2 SoC 可靠性测试与寿命预报技术 |
| 1.3 目前国内外相关研究现状与进展 |
| 1.4 本论文的主要研究工作 |
| 1.5 本论文的章节安排 |
| 第二章 SoC 可靠性测试与失效预报的方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 可靠性失效预报单元的预报原理 |
| 2.3 可靠性测试单元应用方式 |
| 2.4 VLSI/SoC 可靠性测试方案的建立 |
| 2.4.1 可靠性测试整体方案的建立 |
| 2.4.2 针对单个失效机理的测试方案的建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 栅氧经时击穿预报单元的设计与测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 栅介质 TDDB 击穿机理 |
| 3.2.1 Si-SiO_2 系统中的主要缺陷 |
| 3.2.2 栅氧击穿的相关参数 |
| 3.2.3 氧化层的失效机理与失效模型 |
| 3.2.4 影响栅介质 TDDB 的因素 |
| 3.3 栅介质击穿评价方法 |
| 3.3.1 栅介质 TDDB 可靠性的评价方法 |
| 3.3.2 栅介质 TDDB 寿命的统计分布 |
| 3.4 栅氧经时击穿监测电路设计 |
| 3.4.1 监测电路原理 |
| 3.4.2 监测电路工作状态 |
| 3.5 栅介质击穿监测单元参数设计 |
| 3.5.1 监测电路参数设计 |
| 3.5.2 栅氧击穿监测单元电路设计理论与失效模型的结合 |
| 3.6 栅氧击穿监测单元电路芯片与实验验证 |
| 3.6.1 TDDB 测试装置 |
| 3.6.2 TDDB 测试方案 |
| 3.6.3 TDDB 实验 |
| 3.6.4 TDDB 实验数据处理与结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 热载流子注入失效预报单元的设计与测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热载流子效应失效机理 |
| 4.2.1 栅介质中的电荷 |
| 4.2.2 热载流子的形成 |
| 4.2.3 热载流子效应对器件影响 |
| 4.3 热载流子失效监测原理 |
| 4.3.1 热载流子注入效应对反相器的影响 |
| 4.3.2 热载流子失效监测方法 |
| 4.4 非退化环形振荡器设计与验证 |
| 4.4.1 反相器抗热载流子效应措施 |
| 4.4.2 监测电路抗热载流子退化设计的仿真验证 |
| 4.5 热载流子注入监测单元电路设计与仿真验证 |
| 4.5.1 热载流子注入监测单元电路设计 |
| 4.5.2 热载流子注入监测单元电路子电路设计与仿真验证 |
| 4.6 热载流子注入失效监测电路的电路芯片与实验验证 |
| 4.6.1 热载流子注入失效测试方案 |
| 4.6.2 热载流子注入失效实验 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 负偏压温度不稳定性预报单元的设计与测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NBTI 的失效机理 |
| 5.2.1 NBTI 效应的定义及其对器件和电路的影响 |
| 5.2.2 NBTI 效应机理 |
| 5.2.3 NBTI 失效模型 |
| 5.2.4 NBTI 的恢复效应 |
| 5.3 NBTI 失效监测电路设计 |
| 5.3.1 NBTI 失效监测电路原理 |
| 5.3.2 NBTI 失效监测电路 |
| 5.4 NBTI 失效测试实验 |
| 5.4.1 NBTI 失效测试方案 |
| 5.4.2 NBTI 实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 电迁移失效预报单元的设计与测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 电迁移失效机理 |
| 6.2.1 金属原子的扩散模型 |
| 6.2.2 与电迁移失效相关的因素 |
| 6.2.3 Black 方程 |
| 6.2.4 影响电迁移的因素 |
| 6.3 电迁移失效监测电路设计 |
| 6.3.1 互连电阻变化特点 |
| 6.3.2 电迁移中值寿命的统计分布 |
| 6.4 电迁移失效监测电路结构及原理 |
| 6.4.1 电迁移失效监测电路原理 |
| 6.4.2 监测电路的工作状态 |
| 6.4.3 电迁移监测电路参数的提取 |
| 6.4.4 监测电路参数设计 |
| 6.5 电迁移失效测试实验 |
| 6.5.1 电迁移失效实验步骤 |
| 6.5.2 电迁移加速失效实验 |
| 6.5.3 电迁移失效测试方案 |
| 6.5.4 电迁移失效测试实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 可靠性综合测试单元接口设计 |
| 7.1 JTAG 的结构与功能 |
| 7.1.1 JTAG 的构成 |
| 7.1.2 功能与指令 |
| 7.2 综合测试单元的接口设计 |
| 7.3 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（8）集成电路互连噪声检测及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 论文的目的和意义 |
| 1.2.1 论文目的 |
| 1.2.2 论文意义 |
| 1.3 本文的内容安排 |
| 第二章 金属互连导电机制及其噪声基础 |
| 2.1 金属互连的微观结构及其导电机制 |
| 2.2 金属互连电迁移失效及其微观机理 |
| 2.3 金属互连噪声基础及其测试技术 |
| 2.3.1 金属互连噪声特性 |
| 2.3.2 金属互连噪声的测试技术 |
| 第三章 低阻互连噪声测试技术 |
| 3.1 低阻互连噪声测试系统的测试方案设计 |
| 3.1.1 传统金属互连噪声测试技术 |
| 3.1.2 低阻噪声测试系统设计方法 |
| 3.1.3 偏置电路中电阻的选择 |
| 3.1.4 偏置电路的实现 |
| 3.2 对 15 欧姆互连样品的噪声测试 |
| 3.2.1 实验样品 |
| 3.2.2 测试条件 |
| 3.2.3 测试结果分析 |
| 第四章 金属互连晶界/晶粒电阻和噪声模型 |
| 4.1 晶粒及晶界对互连的影响 |
| 4.2 基于不同导电机制的晶粒及晶界电阻模型 |
| 4.2.1 基于隧穿机制的晶界电阻模型 |
| 4.2.2 基于扩散漂移导电机制的晶粒电阻模型 |
| 4.3 基于不同导电机制的晶粒及晶界噪声模型 |
| 4.3.1 基于隧穿机制的晶界噪声模型 |
| 4.3.2 基于扩散漂移导电机制的晶粒噪声模型 |
| 4.4 晶粒噪声及晶界噪声的分离和提取 |
| 4.4.1 噪声模型中各参数对晶粒及晶界导电机制影响的研究 |
| 4.4.2 噪声模型中各参数对晶粒及晶界噪声影响的研究 |
| 4.4.3 晶粒/晶界噪声分离测试方案的实现 |
| 4.5 晶粒/晶界噪声模型及分离技术的验证 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 论文成果 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究生在读期间研究成果 |
（9）基于噪声的金属互连电迁移表征方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 金属互连可靠性传统表征技术与参量 |
| 1.1.2 金属互连可靠性与低频噪声 |
| 1.1.3 噪声频谱表征的局限性 |
| 1.2 本论文的研究目的与研究内容 |
| 1.3 论文章节安排 |
| 第二章 金属互连电迁移噪声测试技术研究 |
| 2.1 金属互连电迁移传统测试技术 |
| 2.1.1 加速寿命测试 |
| 2.1.2 原位观测技术 |
| 2.1.3 Belch 堆积测试技术 |
| 2.1.4 局部应力测试技术 |
| 2.1.5 阻抗测试技术 |
| 2.2 金属互连电迁移噪声测试技术 |
| 2.2.1 直流偏置测试技术 |
| 2.2.2 交流偏置测试技术 |
| 2.2.3 交流加直流偏置测试技术 |
| 2.3 基于两级放大的电迁移噪声测试系统 |
| 2.3.1 系统组成 |
| 2.3.2 系统原理 |
| 2.3.3 测试结果对比 |
| 2.4 加速电迁移噪声测试实验设计 |
| 2.4.1 样品结构 |
| 2.4.2 实验条件 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 基于自由体积的电迁移晶界噪声表征模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电迁移现有模型的局限性 |
| 3.2.1 已有电迁移电阻模型的局限性 |
| 3.2.2 已有电迁移噪声模型的局限性 |
| 3.3 自由体积理论[124] |
| 3.4 晶界与自由体积 |
| 3.5 基于自由体积的电阻模型 |
| 3.5.1 晶界自由体积电阻模型 |
| 3.5.2 模型的验证 |
| 3.6 基于自由体积的晶界噪声模型 |
| 3.6.1 晶界自由体积噪声模型 |
| 3.6.2 模型的验证 |
| 3.7 晶界自由体积噪声模型对电迁移的表征 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 金属互连电迁移噪声的频谱表征研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电迁移过程的噪声频谱表征 |
| 4.2.1 电迁移过程的功率谱幅值表征 |
| 4.2.2 电迁移过程的频率指数表征 |
| 4.3 电迁移应力与噪声的相关性 |
| 4.3.1 不同老化温度的电迁移噪声对比 |
| 4.3.2 不同电流应力的电迁移噪声对比 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 金属互连电迁移噪声分形特性的维数表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 常用的分形维数 |
| 5.3 1/f 噪声的分形特性 |
| 5.4 电迁移噪声的盒子维数表征 |
| 5.4.1 噪声分维与晶粒间界分维的关系 |
| 5.4.2 噪声时间序列盒子维数变化规律 |
| 5.5 电迁移噪声的相关维数表征 |
| 5.5.1 噪声时间序列相关维数变化规律 |
| 5.5.2 空洞成核阶段噪声信号的混沌特性 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 金属互连电迁移噪声复杂度特性的多尺度熵表征 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 熵与噪声 |
| 6.3 多尺度熵理论 |
| 6.4 电迁移噪声的多尺度熵表征 |
| 6.4.1 电迁移过程的多尺度熵表征结果 |
| 6.4.2 多尺度熵与噪声频率指数 |
| 6.4.3 多尺度熵与电阻变化 |
| 6.5 电迁移噪声信号复杂度与系统混乱度分析 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
（10）VLSI金属互连线电迁移噪声检测敏感性的逾渗模拟（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 电迁移的逾渗模型 |
| 2 噪声模型 |
| 3 模拟结果与分析 |
| 4 结 语 |
四、VLSI金属互连电迁移的噪声检测技术研究（论文参考文献）
- [1]高性能处理器长互连线的延时分析与优化[D]. 程卫平. 电子科技大学, 2020(03)
- [2]基于阵列测试技术的先进工艺器件热载流子注入效应研究[D]. 应迪. 浙江大学, 2020(01)
- [3]集成电路的多物理场建模仿真技术研究[D]. 陈亮. 上海交通大学, 2020(01)
- [4]深亚微米CMOS集成电路可靠性评价与设计技术研究[D]. 沈竞宇. 电子科技大学, 2019(01)
- [5]不同强电磁脉冲参数与集成电路的损伤相关性[D]. 聂保威. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [6]射频功率放大器互连可靠性与温度可靠性的研究[D]. 林倩. 天津大学, 2017(09)
- [7]超深亚微米SoC嵌入式可靠性失效预报技术研究[D]. 辛维平. 西安电子科技大学, 2014(12)
- [8]集成电路互连噪声检测及其应用[D]. 秦晓阳. 西安电子科技大学, 2012(03)
- [9]基于噪声的金属互连电迁移表征方法研究[D]. 何亮. 西安电子科技大学, 2011(04)
- [10]VLSI金属互连线电迁移噪声检测敏感性的逾渗模拟[J]. 李宇博,马中发,张鹏. 现代电子技术, 2010(14)
标签：载流子论文; 超大规模集成电路论文; 可靠性测试论文; 失效模式分析论文; 测试模型论文;