纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计.pdf

纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计.pdf
 

书籍描述

内容简介
本书的内容包括:CMOSVLSI电路设计的技术趋势;半导体制造技术;光刻技术;工艺和器件的扰动和缺陷分析与建模;面向可制造性的物理设计技术;测量、制造缺陷和缺陷提取;缺陷影响的建模和合格率提高技术;物理设计和可靠性;DFM工具和DFM方法。

编辑推荐
《纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计》的目的是将读者引入可制造性和可靠性设计的世界,其定位是作为高年级本科生或低年级研究生的教材,也可以作为设计人员的参考书。由于这一领域有大量的会议和期刊,无法保证本书的内容完全涵盖最新的行业进展。因此,我们将重点更多地放在原理和概念上,而非每个主题的细节。每章的最后都有参考文献,供读者进行更深入的学习。本书是基于两个合作者Sandip Kundu、Aswin Sreedhar共同的研究兴趣而著成的,两位作者都在可制造性设计领域发表过诸多成果。

作者简介
作者:(美)Sandip Kundu等著;王志华

目录
第1章绪论
1.1技术趋势:延续摩尔定律
1.1.1器件的改进
1.1.2 材料科学的贡献
1.1.3 深亚波长光刻
1.2可制造性设计
1.2.1 DFM的经济价值
1.2.2偏 差
1.2.3 对基于模型的DFM方法的需求
1.3可靠性设计
1.4小结
参考文献
第2章半导体制造
2.1 概述
2.2图形生成工艺
2.2.1 光 刻
2.2.2 刻蚀技术
2.3光学图形生成
2.3.1 照明系统
2.3.2 衍 射
2.3.3 成像透镜系统
2.3.4 曝光系统
2.3.5 空间像与缩小成像
2.3.6 光刻胶图形生成
2.3.7部分相干
2.4光刻建模
2.4.1 唯象建模
2.4.2 光刻胶的完全物理建模
2.5小结
参考文献
第3章 工艺和器件偏差:分析与建模
3.1概述
3.2栅极长度偏差
3.2.1 光刻导致的图形化偏差
3.2.2 线边缘粗糙度:理论与特性
3.3栅极宽度偏差
3.4原子的波动
3.5金属和电介质厚度偏差
3.6应力引起的偏差
3.7小结
参考文献
第4章 面向制造的物理设计
4.1概述
4.2光刻工艺窗口的控制
4.3分辨率增强技术
4.3.1 光学邻近效应修正
4.3.2 亚分辨率辅助图形
4.3.3 相移掩膜
4.3.4 离轴照明
4.4 DFM的物理设计
4.4.1 几何设计规则
……
第5章计量、制造缺陷以及缺陷提取
第6章 缺陷影响的建模以及成品率提高技术
第7章 物理设计和可靠性
第8章 可制造性设计:工具和方法学
参考文献

文摘
版权页:



插图:



热载流子效应和负偏压温度不稳定性(NBTI)都是典型的可靠性退化机制。在强电场作用下,半导体材料中的电子和空穴会被加速,这些高能载流子可能会跃迁到氧化层区域内,从而在器件中形成可以储存电荷的“口袋”(也叫做界面陷阱[interface trap])。氧化层中的电荷陷阱能够改变器件的阈值电压和跨导,继而导致与性能相关的失效。沟道陷阱可能由衬底效应和二次热载流子效应导致,并取决于器件工作的温度条件。热载流子效应对NMOS器件的影响要强于对其他元件的影响。
负偏压温度不稳定性主要影响PMOS器件。当PMOS晶体管在高温下被施加负偏置时(即栅源电压为负),其阈值电压会有所升高,这将影响到晶体管的导通电流和器件的性能。存在于器件表面的界面陷阱会导致电路工作时的性能变化,束缚在界面陷阱中的电荷对热载流子注入以及NBTI都有影响。许多学者已经对NBTl的原理提出了假设[1~7],与热载流子注入不同,NBTI效应在非负偏压和低温条件下可以得到恢复。
到目前为止,我们提到的可靠性问题都是随电路老化而产生的逻辑和时序失效,这些失效是永久性的。与此相反,导致电路工作间歇性失效的可靠性问题称为“软错误”,它们一般与老化无关。尽管如此,软错误从可制造性设计的角度上来说仍然是十分重要的。例如,一定的驱动强度,相对地提高负载电容,可以增加电路的软错误的恢复力,但是这会导致性能的降低。另外,增加扩散区的面积也会引起更多与软错误相关的问题。因此,软错误需要通过考虑DFM因素来处理。
可靠性问题的建模与仿真是提高设计成品率的关键。随着器件和互连线偏差的提高,可靠性问题变得越来越显著。可靠性仿真工具试图根据设计参数来预测器件寿命。这些分析技术有助于实现可靠性设计,这将是本章的重点。同时,我们也将讨论与之相关的可靠性测试技术。

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