缓解电路NBTI效应的改进门替换技术

作     者：朱炯 易茂祥 张姚 胡林聪 刘小红 程龙 黄正峰 Zhu Jiong;Yi Maoxiang;ZhangYao;Hu Lincong;Liu Xiaohong;Cheng Long;Huang Zhengfeng

作者机构：合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥230009 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2016年第30卷第7期

页      面：1029-1036页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(61371025 61274036 61574052)资助项目 

主　　题：负偏置温度不稳定性 时序违规 时延关键性 关键门 门替换 

摘      要：纳米工艺水平下,负偏置温度不稳定性(negative bias temperature instability,NBTI)成为影响集成电路可靠性的关键性因素。NBTI效应会导致晶体管阈值电压增加,老化加剧,最终导致电路时序违规。为了缓解电路的NBTI效应,引入考虑门的时延关键性的权值识别关键门,通过比较关键门的不同扇入门替换后的时延增量,得到引入额外时延相对较小的双输入的需要替换的门,最后进行门替换。对基于45 nm晶体管工艺的ISCAS85基准电路实验结果显示,在电路时序余量为5%时,应用本文改进的门替换方法电路时延改善率为41.23%,而面积增加率和门替换率分别为3.17%和8.99%,明显优于传统门替换方法。