超深亚微米工艺下互连线串扰及其影响研究

摘要

串扰是信号完整性研究领域中重要的一个方面，本文针对超深亚微米工艺下的互连线RLC串扰噪声进行了研究： 当工作频率高于GHz时，耦合电感噪声已占噪声总量较大比重，因此基于全局近似法的单根RLC互连线宏模型，比RC互连线模型来表征要更精确，稳定性要更好。对于复杂的RLC模型，庞大的运算过程会耗费非常大的机时，通过运用精度较高的全局近似方法对已有互连线模型进行改进，提出更高精度的单根RLC互连线宏模型。在单根互连模型的基础上，经过推导得出具有结构对称、仿真速度快等特点的多耦合互连线的宏模型以克服基于Krylov子空间等宏模型的非无源性和不稳定性等问题；在一定程度上减小了串扰噪声的计算量，提高了计算精度。

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绪论

第一章超深亚微米工艺下信号完整性问题

1.1 IC的发展

1.1.1 摩尔定律依然有效

1.1.2封装技术的不断提升

1.2信号完整性问题

1.2.1产生的根源

1.2.2对VLSI的影响

1.3本文的主要工作

第二章RLC互连线建模方法

2.1信号完整性的分析方法

2.2 RLC互连线的建模

2.2.1建模的方法

2.2.2模型降阶

2.3渐进波形估计法

2.3.1 Pade逼近

2.3.2三极点模型

第三章传输线电路宏模型及数学解析方法究

3.1 RLC传输线的电报方程

3.2 RLC互连线传输模型

3.2.1迭代集总电路模型

3.2.2 MC法

3.2.3基于状态变量的卷积方法

3.2.4传输线宏模型的选择

3.3基于全局近似法的单根RLC互连线宏模型

3.4运用渐进波形估计法构建单根RLC互连线和多耦合互连线的宏模型

3.4.1单根RLC 互连线的宏模型

3.4.2多耦合互连线的宏模型

第四章RLC串扰峰值估计

4.1常见的串扰模型

4.2数值解析法建立RC串扰模型

4.2.1 串扰线的矩阵方程

4.2.2噪声解析

4.3节点电压法建立RCL串扰模型

4.3.1节点电压法建立RC串扰模型析

4.3.2基于节点MNA法的RLC串扰模型

第五章 串扰峰值的影响及其优化

5.1影响耦合RC互连串扰的因素及其改善

5.2 RC互连串扰对信号传输延时的影响

5.3考虑电感影响的串扰对互连延时的影响

5.4小结

结论

致 谢

参考文献

研究成果