随机工艺变化下互连线ABCD参数建模与仿真

集成电路的不断发展使得互连线的随机工艺变化问题已经成为影响集成电路设计与制造的重要因素.基于电报方程建立了工艺变化下互连线的分布参数随机模型,推导出互连线ABCD参数满足的随机微分方程组,并提出了基于蒙特卡洛法的互连线ABCD参数统计分析方法,通过对ABCD参数各参量系数的正态性进行偏度-峰度检验,给出了最差情况估计.实验结果表明所提出的互连线随机模型及统计分析方法可以对工艺变化下的互连线传输性能进行有效的评估.     

互连线负载的有效电容计算模型

在大量仿真数据以及当前集成电路设计工艺的基础上,提出了一种简单互连线负载的有效电容计算模型.该模型基于精确的互连线π模型,考虑了互连线电阻对负载互连线的屏蔽作用,并能与目前常用的器件时延公式兼容.实验结果表明,该模型与电路模拟软件SPICE仿真结果相比较误差小于1.2%.     

神经网络在集成电路互连线寄生电容提取中的应用

介绍深亚微米工艺下超大规模集成电路的互连线寄生电容提取问题,实现了基于神经网络的互连线寄生电容模型的建模与仿真,重点讨论了在建模过程中神经网络模型结构的选择,数据样本的处理,神经网络模型的训练,神经网络模型的测试等问题．实验结果表明,良好训练后的神经网络模型不仅在仿真中能够快速、准确地输出互连线寄生电容值,而且具备良好的泛化能力,从而满足了集成电路设计特别是布局布线优化设计的要求．     

斜阶跃信号激励下耦合RLC互连线时延估计

考虑实际电路中激励信号不理想对耦合互连线时延分析的影响，建立了斜阶跃信号激励下的互连线时延模型，提出了一种基于耦合RLC互连线的时延分析方法。该方法对已有的解耦算法进行了改进，将斜阶跃信号激励下的耦合互连线模型在线元分析阶段进行解耦，并结合二阶矩模型及改进的一阶模型对互连线的传递函数进行化简，进而给出耦合互连线的时延估计表达式。实验结果表明，互连线时延估计方法可以对耦合RLC互连线模型的时延进行有效评估。     

铜互连技术

在集成电路中采用双镶嵌工艺制备互连线,铜作为互连线的材料具有低电阻率和较好的抗电迁移能力等优点,同时存在新的缺陷模式如沟槽缺陷、气泡缺陷、金属缺失等,目前的工作主要是该工艺的完善.     

基于等效电路模型的频变互连线网络并行仿真技术 

摘要：
针对超大规模集成电路中复杂互连线网络的快速仿真需求,提出并实现了含频变分布参数互连线网络的并行仿真技术.建立频变互连线的等效传输线模型,并借助多端口等效模型将互连线部分与其他电路单元相分离,实现互连线仿真的并行化.互连线采用时域有限差分方法求解,而除去互连线的其他电路则在集成电路模型程序（SPICE）中进行仿真,两者在同一时间步内交换数据.基于该技术开发出并行仿真软件FdSPICE.数值实验证明,该软件计算精度较高,可有效提高复杂互连线网络的仿真效率.
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关键词：
互连线; 频变参数; 并行仿真; 时域有限差分
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中图分类号： TN 47
文献标志码： A
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 XIE De fu,TANG Min,MA Li zhuang,MAO Jun fa
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Abstract：     

高频互连线的分布参数特征分析及建模

无论是片上互连还是板上互连,电路互连线的分布参数将能引起高速数字信号的完整性问题和高频模拟信号的寄生效应,建立互连线新模型是适应电路系统工作日益高频化的需要。研究基于导体中电涡流理论,定性分析互连线等效阻抗随频率的变化规律,建立一种新型互连线RL集总参数模型。并根据此模型对直径为0.04 mm、长度为2 cm的互连线在不同频率下进行定量仿真分析,结果表明:互连线寄生电阻随频率升高而增大、寄生电感随频率升高而减小,整体阻抗随频率升高而增大。这为信号完整性分析和射频电路设计提供依据。     

一种用于模拟高速VLSI中互连线瞬态响应的高效数值方法

利用线性多步积分法分析了高速VLSI中互连线的瞬态响应问题，与传统的差分方法相比，本算法具有高效、高精度、占计算机内存少等优点；另外，由于本算法是直接的数值算法，所以在处理互连线问题时，不受条件限制，可以适用于任何类型的互连线响应分析。     

大规模集成电路多层布线结构对信号延时的影响

通过集成电路各器件间的布线传递信号的过程，是将信号电荷向布线间形成的寄生电容充放电的过程。本文研究了集成电路多层连线的寄生电容模型、互连线RC树模型的延时估算等电路模拟技术，同时提出了今后该领域的研究方向。     

互连线对集成电路设计的影响

伴随着集成电路特征尺寸的减小,特别是达到深亚微米量级之后,集成电路设计所受的影响因素逐渐增多并且改变。互连线作为一个影响因素,也已经成为集成电路设计的主要影响因素。下面我们将对互连线如何对集成电路设计产生影响及其解决办法做进一步的探究。     

面向纳米尺度金属互连线的蒙特卡洛模拟方法研究

考虑各种尺度下金属互连线中主要的电子散射机制,提出一种可以准确地仿真金属互连线中电子输运特性的蒙特卡洛模拟方法.模拟结果表明,等离子激元散射对体材料互连线的电阻率贡献最大,其次是电子间散射;晶粒间界散射则主导纳米尺度线宽的金属电阻率,是导致"尺寸效应"的主要原因.通过与实验数据对比,证明所提方法可以准确地模拟从体材料到...     

面向互连的综合策略

VDSM（超深亚微米）设计中互连线延迟已在电路延迟中起到决定性作用。在前期设计阶段考虑互连延迟问题已是当前研究的重要课题。建立以互连为中心的综合方法是当前的一个棘手问题，尚未有成熟的方法。提出一种面向互连延迟的综合策略，将前期设计定时规划，前期设计的线网规划和布局规划方法相融合，并在不同阶段给出了不同精度和复杂度的定时分析模型。另还给出了一个设计实例对综合策略予以了说明。     

0.1 μmULSI工艺中多层金属布线的热分析

研究了多层金属互连网络的热学模型,详细计算了不同的介质材料、金属线间距、金属层间距和电流密度对多层金属互连线温度分布的影响.结果表明,考虑这些因素之后,多层金属互连线的温度更加贴近于实际的温度分布,研究结果还为集成电路设计师设计出高性能、高可靠性的芯片提供了理论基础.     

基于广义逆矩阵指数函数Pade逼近的方法

针对现有仿真分布式传输线的瞬态响应的算法多只适用于特定类型的问题,从描述传输线的频域电报方程出发,提出了一种基于广义逆矩阵指数函数Pade逼近的方法,能快速准确地求得互连线的频域瞬态响应,然后转换到时域,获得时域响应.仿真结果证明了算法的有效性和准确性,并且适用于非均匀耦合频变多导体互连线.     

单片集成微传感器中多层耐熔金属硅化物互连

在微传感器系统中,采用多层耐熔金属硅化物互连工艺,克服微传感器与IC芯片单片集成时,铝连线不能承受微传感器制造过程中要求的退火高温,而且此互连结构能在标准CMOS工艺线上加工,降低了制造成本.经流片验证,此互连结构具有台阶覆盖能力强、热稳定性好、电阻率较低、易于干法刻蚀等特点,能满足大规模IC多层互连线要求.由它构成的大规模数模混合集成电路,在退火条件分别为500°C5、h,600°C、30 min,650°C5、min的实验后仍保持性能.以上退火条件符合基于铁电薄膜的微传感器系统单片集成的要求.     

基于丢失手缺陷的IC互连线失效评估新模型

在分析现有的集成路互连线失效评估模型的基础上,提出了一种考虑丢失物缺陷影响的IC互连接线电迁移损失新模型.在IC电路设计中,这种新模型可用于估计与丢失物缺陷及其它因素有关的IC互连线电迁移损失.     

基于丢失手缺陷的IC互连线失效评估新模型

在分析现有的集成路互连线失效评估模型的基础上,提出了一种考虑丢失物缺陷影响的IC互连接线电迁移损失新模型.在IC电路设计中,这种新模型可用于估计与丢失物缺陷及其它因素有关的IC互连线电迁移损失.     

五种互连快速模拟算法比较研究

在互连时延成为超大规模集成电路的性能瓶颈后,互连快速算法成为了解决互连时延问题的有效手段。本文主要介绍了几种互连线快速模拟算法,包括电磁场方法、电路分析方法、Elmore算法、AWE网络压缩算法、MPVL网络压缩算法,并对以上几种快速模拟算法的优缺点进行了比较,通过实例证实了MPVL网络压缩算法的有效性。     

基于深亚微米工艺长互连线延迟优化的设计方法研究

随着SoC方法学的使用,集成电路越来越复杂,设计规模越来越大,连线延时已经成为影响时序收敛的关健因素之一.本文提出了一种基于物理设计的长线互连优化方法,即优化关键单元的布局,并选取、增、减repeater来优化时序.本方法根据单元间的位置测定单元间距,指导设计中需要插入的repeater位置及数量.长互连延迟的优化效果与所使用的单元、插入单元的间距、选用的线宽等影响因素有密切关系.28nm工艺下,在间距200μm~250μm时插入8倍驱动(×8)规格的反相器(缓冲器)时效果最好.其次,将互连线上的缓冲器换成反相器,互连延迟能降低10%.第三,使用更宽的走线能使长互连线延时再降低20~30ps.     

一种有效的性能驱动布图算法

提出了一种有效的性能驱动布局和布线算法。算法自始至终考虑互连线延时对芯片时间性能的影响，以优化芯片时间性能为主要布图目标，并兼顾布线均匀和连线总长最短。算法利用选定的单元、互连线延时计算模型以及关键路径识别算法对整个芯片进行动态的延时分析，并由此得出线网（亦称互连线）权重信息以指导迭代改善布局和布线，达到优化芯片时间性能的目的。运行实例表明本算法是正确、有效的。