上海2013年7月3日電 -- 電子設計自動化技術的領導廠商Mentor Graphics近日發布一份題為《從傳統電路檢查到先進可靠性驗證的最佳實踐》的研究報告。中文版的報告全文可在Mentor Graphics 的官方網站閱讀和下載：http://mentorg.com.cn/aboutus/view.php?id=194 。
一、作者介紹
Matthew Hogan 是明導國際(Mentor Graphics) 的一名Calibre 營銷工程師，擁有超過十五年的設計和現場經驗，擅長處理當今先進設計方面的問題。他是電氣與電子工程師協會(IEEE) 的高級會員，也是美國計算機協會(ACM) 的會員。他獲得了皇家墨爾本理工大學(Royal Melbourne Institute of Technology) 工程學學士學位，同時還獲得了瑪麗赫斯特大學（Marylhurst University）工商管理學碩士學位。他的電子郵箱地址：[email protected] 。
明導國際Matthew Hogan
二、引言
集成電路可靠性-- 新興的競爭因素
可靠性驗證正獲得越來越多的關注。器件和導體愈加小巧，器件氧化層越來越薄，電源域的數量快速增長。數字內容的顯著增加正滲透到汽車、醫療和通信領域對可靠性要求較高的應用中。
集成電路可靠性的技術和市場推動因素
行業內目前正在更仔細地研究集成電路可靠性問題，以確定需要注意的方面并事先了解其對設計余量的影響。美國靜電放電協會(ESD Association) 撰寫了一份關于靜電放電檢查的技術報告[1]，旨在幫助行業做好更充分的準備來處理設計過程中常見的靜電放電問題。Reliability Simulation Council 也在研究其它方法來提高集成電路設計的可靠性。
集成電路可靠性檢查
本文并不逐一詳細解釋這些機制。我們將討論一種普遍的集成電路設計可靠性檢查方法，并舉例說明這種方法如何應用于TDDB 和NBTI。這種檢查方法靈活，自動，還能以類似的方式進行其它檢查。
三、全文要點與大綱如下：
1.傳統方法
添加識別層
2.SPICE 仿真
3.可升級的解決方案的特色
4.橋接觀點
實例：TDDB 檢查演示
這種TDDB 檢查采用的是Calibre® PERC™ 可靠性驗證工具。圖1顯示的是電路包含PMOS 和NMOS 薄柵氧化層，它們通過直接和非直接連接為電源域VDD2 和VSS2 提供電源。非直接連接可能會貫穿另一個晶體管、二極管、電阻器或其它電路元件，成為設計審核階段不易察覺的“缺失”路徑，特別是當非直接路徑貫穿的是設計層級不明顯的情況下的其它地方的電路。子電路(VDD/VSS) 本身的局部電源連接可以在更大規模的設計中看到。還必須對在其它方面已經得到驗證的IP 模塊的外部連接進行評估。
圖1：采用Calibre PERC 的TDDB 檢查法：檢查的是通過直接和非直接路徑到VDD2/VSS2 的薄柵氧器件。
驗證MOS器件的bulk端的連接性對判斷一個電路是否容易受到與電源域相關的可靠性問題的影響非常重要。圖2顯示的是，一個不當的bulk 端的連接是如何因為bulk電壓的上升而讓PMOS 柵易受到NBTI 的影響的。
圖2：采用Calibre PERC 的TDDB 檢查法：一個具有高壓路徑的薄柵氧PMOS（型號：pmos_lv）可能會導致NTBI 。
運用新技術
我們看到了兩種應用方式：自上而下和自下而上。
有了存檔、維護和改進可靠性驗證方法的集中式自上而下的方法（一般由某個CAD 或QA 部門掌握）后，這個部門應當（通過一個公共設計規則平臺）在工具中采用新的可靠性檢查，并向集成電路設計和驗證人員推廣配置好的工具。
自下而上的方法通常最初由小的設計小組開始采用這些新工具并結合自身的檢查規則來提高他們驗證任務的效率和有效性。在他們的成果發布后，會有更多的人需要這項新技術。在某個時間點，CAD 部門會加入進來提供支持，以減輕本地支持負擔，并為所有用戶提供統一的經驗。
四、結論
集成電路的可靠性驗證工作并非易事，但它正迅速變成一項至為關鍵的能力，能否創建出能夠提供長期可靠性的成功集成電路產品便在此一舉。為了做好這件事，您必須對這項工作給予明確的關注，并采用你認為最有效的工具。
參考
[1] EDA Tool Working Group, ESD Electronic Design Automation Checks, ESD TR18.0-01-11, 2011
鏈接
美國靜電放電協會：http://www.esda.org/
Reliability Simulation Council：http://www.linkedin.com/groups/Reliability-Simulation-Council-4220058/about
Calibre PERC：http://www.mentor.com/perc
關于Mentor Graphics
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