Erhöhung der Elektromigrationsrobustheit in der Verdrahtung digitaler Schaltungen

Steve Bigalke

doi:10.51202/9783186472205

Zusammenfassung

Studien zur zukünftigen IC-Entwicklung sagen einvernehmlich voraus, dass die Zuverlässigkeit zukünftiger integrierter Schaltungen (ICs) stark durch das Auftreten von Elektromigration (EM) gefährdet ist. Ursache ist die anhaltende Strukturverkleinerung im IC, welche nicht nur zur Erhö- hung der EM-Gefahr, sondern auch zur gleichzeitigen Abnahme der EM-Grenzwerte führt. Digitale Schaltungen sind auch gefährdet, da sie bisher bei der EM-Berücksichtigung vernachlässigt wurden, sodass geeignete Gegenmaßnahmen fehlen. Aus diesem Grund muss ein Paradigmenwechsel im Layoutentwurf vollzogen werden, welcher das traditionell nach der Layouterstellung stattfndende Verifzieren der EM-Robustheit durch einen proaktiven EM-robusten Layoutentwurf ersetzt. Ziel dieser Arbeit ist es, die dafür notwendigen Neuentwicklungen in der Verdrahtung digitaler Schaltungen vorzustellen. Das umfasst den Aufbau eines EM-Modells,

ein daraus Ableiten von EM-Maßnahmen und ein Berücksichtigen dieser Gegenma

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Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2020
ISBN-Print: 978-3-18-347220-8
ISBN-Online: 978-3-18-647220-5
Verlag: VDI Verlag, Düsseldorf
Reihe: Rechnerunterstützte Verfahren
Band: 472
Sprache: Deutsch
Seiten: 164
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

Titelei/Inhaltsverzeichnis Teilzugriff Seiten I - XIV Download Kapitel (PDF)
1. Trend zur Verkleinerung der IC-Strukturen Kein Zugriff
2. EM-Bedrohung für die Zuverlässigkeit der Leiterbahnen Kein Zugriff
3. Kompensation der EM in den Leiterbahnen Kein Zugriff
1. 1. Kräfte am Atom Kein Zugriff
  2. Migration entlang von Pfaden Kein Zugriff
  3. Beschreibung des Teilchenflusses Kein Zugriff
  4. Bezug zur Diffusionsgleichung Kein Zugriff
  5. Entstehung von EM-induziertem Stress Kein Zugriff
  6. Weitere Abhängigkeiten und Einflussfaktoren der EM Kein Zugriff
  7. Bedeutung des Herstellungsverfahrens Kein Zugriff
2. 1. Modell der Selbstheilung Kein Zugriff
  2. Frequenzabhängigkeit Kein Zugriff
  3. Lage der Fehlstellen Kein Zugriff
3. 1. Unterschiede zwischen den Modellen Kein Zugriff
  2. Abschätzung der mittleren Lebensdauer Kein Zugriff
  3. EM-Kompensation beim Blech-Effekt Kein Zugriff
  4. Berechnung der Stressentwicklung Kein Zugriff
  5. Nummerische Lösung mittels FEM Kein Zugriff
4. 1. Einsatz neuer Werkstoffe Kein Zugriff
  2. Einbringung von Reservoiren Kein Zugriff
  3. Ausnutzung des Blech-Effektes Kein Zugriff
  4. Einbringung von Vias Kein Zugriff
  5. Verbreiterung der Leiterbahnen Kein Zugriff
  6. Ausnutzung des Bambuseffektes Kein Zugriff
  7. Reduzierung der Temperatur Kein Zugriff
5. 1. Ablauf einer Verdrahtung von Signalnetzen Kein Zugriff
  2. Berücksichtigung von EM bei der Verdrahtung Kein Zugriff
Zielstellung der Arbeit Kein Zugriff Seiten 39 - 42
1. Anforderung an die Modellierung Kein Zugriff
2. 1. Integrierung in den Entwurfsablauf Kein Zugriff
  2. Diskretisierung der Leiterbahnen Kein Zugriff
  3. Einbringung der Randbedingungen Kein Zugriff
  4. Implementierung des Ablaufes Kein Zugriff
  5. Verifikation des Modells Kein Zugriff
  6. Stressergebnisse im Layout Kein Zugriff
3. 1. Abschätzung der Ströme Kein Zugriff
  2. Abbildung von Verdrahtungsstrukturen Kein Zugriff
  3. Verifikation der Layoutanalyse Kein Zugriff
  4. Laufzeitergebnisse im Layout Kein Zugriff
4. Zusammenfassung Kein Zugriff
1. Einordnung der Maßnahmen Kein Zugriff
2. 1. Ansatz Kein Zugriff
  2. Ergebnisse Kein Zugriff
3. 1. Ansatz Kein Zugriff
  2. Ergebnisse Kein Zugriff
4. 1. Lage Kein Zugriff
  2. Länge Kein Zugriff
  3. Ergebnisse Kein Zugriff
5. 1. Ansatz Kein Zugriff
  2. Ablauf Kein Zugriff
  3. Ergebnisse Kein Zugriff
6. 1. Ansatz Kein Zugriff
  2. Ergebnisse Kein Zugriff
7. 1. Ansatz Kein Zugriff
  2. Ergebnisse Kein Zugriff
8. Ausnutzung von Via-Below-Konfigurationen Kein Zugriff
9. Einbringung von Lower-Lead-Konfigurationen Kein Zugriff
10. Zusammenfassung Kein Zugriff
1. Schritte der EM-robusten Verdrahtung Kein Zugriff
2. 1. Auswahl des Verdrahtungskonzeptes Kein Zugriff
  2. Ermittlung der Verdrahtungsressourcen Kein Zugriff
  3. Abbildung des Detailverdrahtungsgraphen Kein Zugriff
  4. Zuweisung und Reservierung von Knoten Kein Zugriff
  5. Wegsuche mit dem A*-Algorithmus Kein Zugriff
  6. Lösen von Verdrahtungskonflikten Kein Zugriff
3. 1. Änderung der Netzreihenfolge Kein Zugriff
  2. Verbesserung der Netztopologie Kein Zugriff
  3. Begrenzung der Leiterbahnlänge Kein Zugriff
  4. Verbreiterung des Leiterbahnquerschnittes Kein Zugriff
  5. Einbringung von Reservoiren Kein Zugriff
  6. Einsatz von redundanten Vias Kein Zugriff
4. 1. Verdrahtung von Signalnetzen Kein Zugriff
  2. Einsatz von redundanten Vias Kein Zugriff
5. 1. Änderung der Netzreihenfolge Kein Zugriff
  2. Verbesserung der Netztopologie Kein Zugriff
  3. Begrenzung der Leiterbahnlänge Kein Zugriff
  4. Verbreiterung des Leiterbahnquerschnittes Kein Zugriff
  5. Einbringung von Reservoiren Kein Zugriff
  6. Einsatz von redundanten Vias Kein Zugriff
  7. Bewertung der Ergebnisse Kein Zugriff
6. Zusammenfassung Kein Zugriff
1. Gesamtzusammenfassung und Schlussfolgerung Kein Zugriff
2. Ausblick Kein Zugriff
Glossar Kein Zugriff Seiten 143 - 144
Index Kein Zugriff Seiten 145 - 146
Literatur Kein Zugriff Seiten 147 - 164