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从传统电路检查到先进可靠性验证的最佳实践

Matthew Hogan?? 2013年07月03日 ?? 收藏0
集成电路可靠性——新兴的竞争因素

可靠性验证正获得越来越多的关注。器件和导体愈加小巧,器件氧化层越来越薄,电源域的数量快速增长。数字内容的显著增加正渗透到汽车、医疗和通信领域对可靠性要求较高的应用中。

集成电路可靠性的技术和市场推动因素

最早的可靠性检查是对集成电路版图进行目测,确定哪些结构可能出问题,然后进行调整。这种方法不再奏效。设计工作量大,而且非常复杂,人工检查方法太不可靠。竞争环境要求设计人员根据仿真和经验,采用技术节点留出明显的余量,优化性能、占用空间和可靠性。

相比预防外部因素(例如静电放电)引起的重大故障,设计人员现在必须处理好更不易察觉的设备退化。与快速明显的硬故障不同,这些可靠性故障随着时间的推移而逐渐显现出来,通常难以预测。一旦某件产品被认为并不可靠,便可能很难改变市场对它的看法。

行业内目前正在更仔细地研究集成电路可靠性问题,以确定需要注意的方面并事先了解其对设计余量的影响。美国静电放电协会 (ESD Association) 撰写了一份关于静电放电检查的技术报告,旨在帮助行业做好更充分的准备来处理设计过程中常见的静电放电问题。Reliability Simulation Council 也在研究其它方法来提高集成电路设计的可靠性。

更换代工厂或改用不同的工艺节点可能有损专门方法的效率。在这些关键时候,一套严格完善的最佳操作方法对于维持生产力和推动力至关重要。

集成电路可靠性检查

重要的可靠性设计 (DFR) 问题包括:

时间相关介质击穿 (TDDB)

负偏压温度不稳定性 (NBTI)

热载流子注入 (HCI)

阈值电压偏移 (Vt)

电迁移 (EM)

电过应力 (EOS)

闩锁效应(Latch-up)

本文并不逐一详细解释这些机制。我们将讨论一种普遍的集成电路设计可靠性检查方法,并举例说明这种方法如何应用于 TDDB 和 NBTI。这种检查方法灵活,自动,还能以类似的方式进行其它检查。

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第1页:背景介绍

第2页:传统检验办法

第3页:TDDB检查及结论



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