考虑散射效应的改进的互连线统计时序分析
互连延迟的分析方法
互连延迟的分析方法刘 昆 [1] 郑 赟[2] 黄道君[3] 候劲松[4][2][4]北京中电华大电子设计有限责任公司，[1][3]西安电子科技大学机电工程学院 摘要：随着工艺技术到达深亚微米领域，互连线的延迟影响越来越大，已经超过门延迟，成为电路延迟的主要部分。
因此，互连线的延迟已成为集成电路设计中必须解决的问题。
目前人们已展开了全面、深入地研究，提出了许多方法。
本文将介绍各类互连延迟的评估分析方法，分析它们的原理，比较它们的优缺点，指出它们的适用范围。
1 介绍随着芯片加工工艺技术向深亚微米领域发展，互连线的延迟影响越来越大，已超过门延迟，成为电路延迟的主要部分。
高速互连线的影响，如环绕、反射、串扰和扭曲等，已严重退化系统的性能。
因此互连线的延迟分析已成为集成电路设计中必须解决的问题。
Spice 和AS/X 电路模拟器是非常好的延迟分析工具[1-2]。
它们能非常准确地计算互连延迟，但是计算效率非常低下，特别是对于线性电路。
而互连线就是线性电路，因此一类降阶模型技术[3-5]，如AWE[3]，已用来计算互连延迟。
它们与模拟方法有相同的精度，却有更高的效率。
但是它们有稳定性和保守性的问题，并且在设计早期使用它们来计算延迟还是很昂贵。
因此既有效率又容易实现的延迟度量已成为许多研究者研究的热点，只要它们的精度和可信度比较合理。
Elmore[6]于1948年提出了一个计算瞬态阶跃响应（step response ）到达它最终值的50%时的时间计算表达式。
它的原理是用冲激响应（impulse response ）的平均值(也就是一阶瞬态)来近似单调阶跃响应波形到达它最终值的50%时的时间。
Elmore 延迟是冲激响应的一阶瞬态1m 。
它有时相当不准确，因为它忽略了顺流电容的漏电阻（resistive shielding ）。
为了取得更高的精确性，需要利用高阶瞬态2m ，Λ,m 3 。
Kahng 和Muddu[7]提出了三个延迟度量（metric ），所有的延迟度量都是采用前三个电路瞬态1m ，2m ，3m 。
DAS技术
分布式声波传感系统（Distributed Acoustic Sensing,DAS）1. 传感测量的发展历程20世纪70年代，低损耗石英光纤问世，研究人员对光纤的损耗机制产生了浓厚的兴趣，在研究中发现，近红外吸收窗口的光波损耗主要源于瑞利散射。
通过对后向瑞利散射的探测可以实现光纤损耗和缺陷的测试，研究人员依此发明了光时域反射计(OTDR)，这一技术极大推动了光纤通信事业的发展。
20世纪80年代，人们在OTDR的使用中发现了瑞利散射的干涉效应，探测到的瑞利背向散射光强度会随时空变化，这严重影响了光纤损耗评估的准确性。
为解决这一问题，大量研究工作聚集于相干瑞利散射的机理与特性，这加速了相干OTDR的诞生，并将相干OTDR用于测量超长距离光纤通信线路状态。
20世纪90年代初，H. F. Taylor等人提出利用这一干涉效应进行光纤沿线扰动探测的设想，并开展了验证性试验和测试。
随后R. Juskaitis等人发表了第一篇基于相干瑞利散射的分布式光纤振动传感的学术论文。
21世纪初，随着窄线宽单频激光器技术的成熟和商业化，这一技术得以迅速发展，并称为相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)。
这一阶段的Φ-OTDR是通过直接探测方式获取相干瑞利散射回波的强度，对前后时间内的强度信息进行差分，实现外界扰动动态检测的。
但是，施加在光纤上的物理量变化与散射光强度并不是呈单调变化的，这一信号解调方式只能定性判断扰动事件的有无，难以直接获取扰动信号的准确波形。
这一定性检测阶段的Φ-OTDR通常被称为分布式光纤振动传感(DVS)技术。
2011年，中科院上海光机所在国际上率先提出和开展了基于光纤瑞利散射相位提取的Φ-OTDR技术研究。
研究人员利用瑞利散射光相位空间差分与外界振动的线性映射关系，通过数字相干相位解调，首次实现了光纤沿线外界振动信号的分布式定量化测量，这标志着Φ-OTDR步入定量测量阶段，即分布式光纤声波传感技术(DAS)。
静态时序分析基础（转）
静态时序分析基础（转）静态时序分析基础（转）(2010-04-18 19:32:45)转载▼分类：SynopsisDC学习标签：杂谈⼯艺极限(Process Corner)如果采⽤5-corner model会有TT,FF,SS,FS,SF 5个corners。
如TT指NFET-Typical corner & PFET-Typical corner。
其中, Typical指晶体管驱动电流是⼀个平均值，FAST指驱动电流是其最⼤值，⽽SLOW指驱动电流是其最⼩值（此电流为Ids电流）这是从测量⾓度解释，也有理解为载流⼦迁移率(Carrier mobility)的快慢.载流⼦迁移率是指在载流⼦在单位电场作⽤下的平均漂移速度。
⾄于造成迁移率快慢的因素还需要进⼀步查找资料。
单⼀器件所测的结果是呈正态分布的，均值在TT，最⼩最⼤限制值为SS与FF。
从星空图看NFET，PFET所测结果,这5种覆盖⼤约+-3 sigma即约99.73% 的范围。
对于⼯艺偏差的情况有很多，⽐如掺杂浓度，制造时的温度控制，刻蚀程度等，所以造成同⼀个晶圆上不同区域的情况不同，以及不同晶圆之间不同情况的发⽣。
这种随机性的发⽣，只有通过统计学的⽅法才能评估覆盖范围的合理性。
PVT (process, voltage, temperature)设计除了要满⾜上述5个corner外，还需要满⾜电压与温度等条件, 形成的组合称为PVT (process, voltage, temperature) 条件。
电压如：1.0v+10% ,1.0v ,1.0v-10% ; 温度如：-40C, 0C 25C, 125C。
设计时设计师还常考虑找到最好最坏情况. 时序分析中将最好的条件(Best Case)定义为速度最快的情况, ⽽最坏的条件(Worst Case)则相反。
最好最坏的定义因不同类型设计⽽有所不同。
最坏的延迟也不都出现在SS[19] 。
Mie理论在生物组织散射特性分析中的应用
【５Ｊ Ｎｉｅｍｚ Ｍ Ｈ ２００５ Ｌａｓｅｒ－Ｔｉｓｓｗ￡缸Ⅵｉ腑删如ｗ ｆｕｎｄａｍｅｍａｌｓ ａｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔ如ｍ Ｚｈａｎｇ Ｚ Ｘ（Ｔｒａｎｓ．）（Ｂｅｒｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ）ｐ２０，２１
（ｉｎ ｃｌｌｉｎｅ∞）［Ｎｉｅｍｚ Ｍ Ｈ ２００５激光与生物组织的相互作用 ——原理及应用张镇西译（北京：科学出版社）第２０，２１页］
［６３
Ｂｏｈｒｅｎ Ｃ Ｆ，Ｈｕｆｆｍａｎ Ｄ Ｒ １９８３ Ａ６ｓｏ伊ｔ如ｎ ａｎｄ ｓｃｍｔｅｒｉｎｇ旷ｌｉｇｈｔ妨
ｓｍａｌｌ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｍ）ｐＳ２
【７ Ｊ
Ｗｕ Ｐ，Ｈａｎ Ｙ Ｐ，“ｕ Ｄ Ｆ ２００５ Ａａａ Ｐｈｙｓ．＆ｎ．５４ ２６７７（ｉｎ
图１为相对折射率ｍ取１．１，入射光波长Ａ取 ０．６３２８ ｔｔｍ，等效颗粒直径ｄ取２ ｔｔｍ时的Ｍｉｅ散射 相函数和ＨＧ散射相函数曲线图．图１中Ｍｉｅ散射 相函数和ＨＧ散射相函数计算得到的各向异性因子 ｇ均为０．９６３，但散射相函数随散射角变化曲线有显 著的差异，Ｍｉｅ散射相函数曲线随散射角呈现出一 系列振荡特性，而ＨＧ散射相函数曲线随散射角单 调下降．对人脑组织的实验表明实测散射相函数有 强烈的前向峰值特性，并在后向（即大角度）出现了 增加∽ｏ，这点与Ｍｉｅ散射相函数更加吻合，而ＨＧ散 射相函数对组织的后向散射表征显得欠缺：图２为 等效颗粒直径ｄ分别取０．５，２ ｐａｎ时的Ｍｉｅ散射相 函数，对应的各向异性因子ｇ分别为０．７４５，０．９６３， 计算表明：等效颗粒直径越大，散射相函数在小角度 的数值越大，因而各向异性因子也越大；等效颗粒直 径越小颗粒的后向散射增强，同时散射相函数趋于光 滑．因此利用Ｍｉｅ散射相函数可以合理解释细胞中各 个大小不等的亚细胞器官在不同方向上散射程度的 不同：细胞核相对于其它亚细胞器官来说体积较大， 它在小角度范围内的散射更为明显；而线粒体等体积 较小的亚细胞器官的前向散射特性显著减弱．
铜互连技术
铜互连技术2008-2-18周江涛、周长聘、严玮俊、沈系蒙、陈龙摘要:在集成电路中采用双镶嵌工艺制备互连线，铜作为互连线的材料具有低电阻率和较好的抗电迁移能力等优点，同时存在新的缺陷模式如沟槽缺陷、气泡缺陷、金属缺失等，目前的工作主要是该工艺的完善。
本文将按如下次序介绍:Cu淀积(用于生长籽晶);铜图形化方法,,铜图形化有三种方法:镶嵌工艺(damascene), 剥离工艺 , 铜刻蚀;抛光(完成互连制备)。
铜互连工艺简介:Cu的互连工艺最早在1997年9月由IBM提出来的，被称为是镶嵌工艺(也称大马士革)。
并应用于制备微处理器、高性能存储器及数字信号处理器等等。
它采用对介电材料的腐蚀来代替对金属的腐蚀来确定连线的线宽和间距。
镶嵌工艺分为单镶嵌和双镶嵌。
它们的区别就是在于穿通孔和本曾的工艺连线是否是同时制备的。
2、铜籽晶层制备经过一系列布线刻槽和穿通孔加工完毕后，是Cu的淀积过程。
由于铜虽然电阻率和电迁移特性优于铝, 但是也有不如铝的方面。
铜对二氧化硅等材料的粘附性很弱,而且在二氧化硅中的扩散系数很大, 所以铜互连线外面需要有一层DBA P (diffuSion barrier and adheSion promoter) , 简称为阻挡层(barrier) , 阻挡层可为氮化硅(Si3N4 )、氮化钛(T iN )、氮化钨(WN )、钽(Ta) 等。
为了能更好地电度上Cu，需要先做上一层薄薄的Cu籽晶层,它对二氧化硅等材料的粘附性却很强，之后再电度Cu。
目前有多种途径来生长种籽层:(溅射法、化学气相淀积法、原子层淀积法)。
A、溅射法制备种籽层:溅射是物理气相淀积的形式之一，具有工艺简单，能够淀积2008-2-18高熔点的金属和原位溅射刻蚀等优点。
因此溅射是目前集成电路工业铜种籽层最主要的制备方法。
由于铜容易与其他材料发生反应，粘附系数高，因此在填充高宽比大的引线孔和沟槽时，往往会先将洞口上方堵塞，从而在引线孔和沟槽中留下孔洞，无法完全填充，这样势必会对器件造成很大影响。
射频电路设计的困境及对策
●将射频电路集成在同一块印制电路板或IC上，这会促使人们使用一种新的设计方法。 ●EDA厂商正在开始提供集成时域仿真和频域仿真的分析工具。
每一个独特的设计领域各有用于开发和模椴馐缘姆椒ê图际酢９こ淌γ怯美瓷杓颇Ｄ獾缏返姆椒ㄓ肷杓剖值缏返姆椒ㄓ凶鸥镜牟畋穑Ｄ獾缏酚肷淦档缏芬灿忻飨郧稹＠纾谀Ｄ饬煊蚝蜕淦盗煊蛑校淮嬖谀苤С肿酆系牟级燃畚铩６遥谄德视蛑卸允值缏房榈姆抡媸呛廖抟庖宓摹Ｓ捎谡庑┗镜牟畋穑谏杓瓶记氨匦肟悸堑礁髦稚杓品椒ㄖ涑３；岵黄ヅ洹Ｉ杓剖负踝苁窃谑奔溆蛑薪惺稚杓疲谄德视蛑薪猩淦瞪杓疲ㄎ颂岣叻抡嫠俣龋０蚜街掷嘈偷纳杓萍稍谕豢樾酒希赡芤馕蹲耪鲂酒姆抡媸奔浠崂さ讲幌质档牡夭健Ｔ谏杓屏鞒痰牟馐越锥魏脱橹そ锥危榭鲆彩侨绱恕Ｊ值缏返牟馐圆煌谀Ｄ獾缏返牟馐裕杓频哪Ｄ獠糠忠膊煌谏淦挡糠帧＞」苡姓庑┪侍猓杓剖γ且丫⒉⒔绦�阉姓馊隽煊蜃楹显谝黄鸬牟贰?nbsp;
Neolinear公司为射频电路设计师提供的是NeoCircuit-RF。该工具具有适用于一系列射频元件的设计输入、仿真和综合功能。
它利用Cadence公司的SpecctreRF仿真程序和安捷伦公司的ADS仿真程序来交互地或自动地对各种定制的射频电路进行尺寸调整、偏置和验证。工程师可以利用内置的功能进行测量，或者通过开放式API（应用编程接口）添加自己的专有测量方法。NeoCircuit-RF能利用LSF()或GridEngine()在设计小组成员之间适当地管理可用的执行许可证，从而把综合工作分配给多台机器。
形状因子、功耗和成本推动着模拟电路设计、射频电路设计和数字电路设计的日益集成化。便携式设备小巧轻便，功耗和成本尽可能低。集成度直接影响着最终电子产品的制造成本、尺寸和重量，通常也决定所需功率的大小。设计师从材料清单中每去掉一个元件，维持该元件的供应链所需日常开支就会随之减少，最终产品的制造成本就会下降，产品尺寸也会缩小。
失效分析技术分享
分析技術分享張鑫2010/07样品制备主要步骤：1、打开封装2、去钝化层3、去除金属化层4、剖切面5、染色打开封装机械开封（磨，撬，加热等方法）主要针对金属封装的器件。
化学开封（磨，钻，发烟硝酸、发烟硫酸腐蚀法等）主要针对塑料封装的器件。
去除塑料封装机器(decapsulator)去钝化层技术1为什么要去除钝化层？2去除钝化层的方法：化学腐蚀（各向同性）等离子腐蚀PIE （各向同性）反应离子刻蚀RIE（各向异性）各向同性腐蚀和各向异性腐蚀金属介质去除金属化层技术用途：观察CMOS电路的氧化层针孔和Al－Si互溶引起的PN结穿钉现象，以及确定存储器的字线和位线对地短路或开路的失效定位配方：30％的硫酸或盐酸溶液，30～50℃，该配方不腐蚀氧化层和硅。
机械剖切面技术一般步骤：固定器件（石蜡、松香和环氧树脂Epoxy） 研磨（毛玻璃、粗砂纸）粗抛光（金相砂纸）细抛光（抛光垫加抛光膏）染色金相观察测量结深的抛光染色图片显微形貌像技术仪仪仪仪真真真真样样样样理理真理分分分最最最最大大景景光光光光镜无开开360nm1200小扫扫扫扫光光镜高真真开开、去钝钝钝5nm50万最光学显微镜和扫描电子显微镜的比较光学照片与SEM照片对比基于测量电压效应的失效定位技术扫描电子显微镜的电压衬度像工作原理：电子束在处于工作状态下的被测芯片表面扫描，仪器的二次电子探头接收到的电子数量与芯片表面的电位分布有关。
从而得到包含器件中电极的电势信息的SEM图象（IFA Image－based Failure Analysis）。
判定内容：芯片的金属化层开路或短路失效。
•1、某芯片的电压衬度像•2、应用电压衬度像做失效分析实例现象描述：4096位MOS存储器在电测试时发现，从一条字线可以存取的64个存储单元出现故障，现只能存储“0”信号。
初步推断：译码电路失效，译码器与字线之间开路，0V或12V的电源线短路。
电压衬度像分析：照片中发现一处异常暗线，说明其电压为12V，而有关的译码器没有异常，说明字线与12V电源之间存在短路。
模拟电路中CMOS器件的频率限制因素与提高方法分析
模拟电路中ＣＭＯＳ器件的频率限制因素与提高方法1提高ＣＭＯS模拟集成电路频率特性的重要性在过去的十几年中，移动电话，无线网络，广播，数字电视，卫星导航，得到了迅猛发展，对重量轻，体积小，功耗低，成本低的收发器的需求也迅速增加．提高收发器的集成度无疑上满足上述需求的重要途径，在以往的收发器中，数字处理部分通常采用低成本的标准ＣＭＯＳ工艺，射频前端一般采用ＧＡＳ，ＢIPOLAR或BICMOS工艺．由于数字处理部分通常占芯片面积的７０％以上【1】，集成度及功耗的要求使得不可能以ＣＭＯＳ以外的其它工艺实现，所以只有实现ＣＯＭＳ射频前端才能实现单片集成的收发器并最终实现ＣＭＯＳ射频前端，才能实现单片集成的收发器并最终实现单片集成的移动通信产品.模拟ＩＣ包含了纯模拟信号处理功能的电路和ＡＤ混合信号处理功能的电路.主要被用来对模拟信号完成采集、放大、比较、变换等功能,模拟集成电路在处理模拟信号时，除功率输出级外多数工作在小信号状态，信号频率往往从直流延伸到高频.加上模拟ＩＣ品种繁多，功能复杂，性能差异巨大，因此，模拟ＩＣ在制作工艺、器件结构、电路架构等方面都有区别于数字电路的鲜明个性，主要表现在：模拟ＩＣ在整个线性工作区内需具备良好的电流放大特性、小电流特性、频率特性等【2】.而最典型的模拟IC就是射频前端.虽然ＣＭＯＳ以其较低的制造成本和在同一芯片上同时包含模拟和数字电路以完善整体性能和降低封装成本而更具有吸引力，但是由于ＣＭＯＳ与其它工艺相比存在跨导小，频率特性差，噪声大及无源器件集成困难等不足而使它的应用受到限制【2】．因此必须想办法改善ＣＭＯＳ的频率特性，增益，噪声等性能，才能实现CMOS在模拟集成电路中的应用实现并最终实现单片集成的移动通信产品．而这其中我们最关心的就是提高它的频率特性．2 ＣＯＭＳ的频率特性分析CMOS，全称Complementary Metal Oxide Semiconductor，指互补金属氧化物(PMOS 管和NMOS管)共同构成的互补型MOS集成电路制造工艺.其结构如图（其a图为P阱，b图为N阱，c图为双阱）.图1采用CMOS技术可以将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）集成在一块硅片上.它的特点是低功耗.由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间要么PMOS导通、要么NMOS导通、要么都截至，比线性的三极管(BJT)效率要高得多，因此功耗很低【2】.由于CMOS由PMOS管和NMOS管共同构成,我们可心用MOSFET的小信号等效电路从数学上对电子电路进行分析,从而了解影响频率特性的因素. MOSFET的小信号等效电路包括产生频率效应的电容和电阻．我们首先说明小信号参数和等效电路，然后讨论限制ＣＭＯＳ频率特性的物理因素．2.1 小信号等效电路基本的MOSFET结构示意图如图2.图2为基于晶体管内部的固有电容,电阻及其它物理量的模型示意图.【3】图22.1.1小信号参数当信号加在直流偏压上时，MOS 场效应晶体管栅电荷耗尽层电荷将随信号电压发生变化，从而引起漏电压将发生变化．这里指的小信号特性是指在一定工作点上，输出端电流的微小变化与输入端电压的微小变化之间的定量关系．由于这是一种线性关系，所以可以用线性方程组描述小信号特性．我们首先讨论低频小信号参数，因为它是建立从低频到高频小信号模型的基本依据之一．以长沟道Ｎ型ＭＯＳ场效应晶体管国例讨论低频小信号参数而且只考虑器件的”本征”部分，这是因为ＭＯＳ晶体管的作用主要发生在这里． 2.1.1.1跨导跨导gm被定义为漏电压一定时，漏电流的微分增量与栅源电压微分增量之比，即C U U I g DS GS DSm ==αα 【4】 （1） 其中I DS 是漏源电流，U GS 是栅源电压.U DS 是漏源电压.由此可见gm反映栅源电压的变化量控制漏源电流变化量的能力，标志着ＭＯＳ场效应晶体电压的放大本领，gm与电压增益K V 的关系为Rg U R I K LmGSL DS V =∆∆= 【4】（2） 其中R L 为MOS 管的负载电阻. ⅰ非饱和区跨导gml在非饱和工作区，当U DS ＜U Dsat (饱和漏源电压)时，由线性区电流公式⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=U U U U I DS DS T GS DS 221)(β其中U T 为开启电压.对U GS 求导，则得器件工作在非饱和区的跨导gml＝βUDS【4】 （3）从此式看上去gml似乎与U GS 无关．但实际测量表明，当U GS 增大时gml下降，这是因为当UGS增大时，电子迁移率μn下降的缘故．ⅱ饱和区跨导gms在饱和工作区，当U DS ＞U Dsat 时，对饱和电流公式)(221U U I T GS DS -=β对U GS求导，则得器件工作在饱和区的跨导gms＝β)(U U T GS - 【4】 （4）这说明，器件工作在饱和区，其跨导与漏源电压U DS 基本无关，且随栅源电压增大而上升． ⅲ衬底跨导gmb当在ＭＯＳ管的衬底上施加反向偏置电压U BS 时，表面势随着衬底偏置电压的增大而上升，表面最大耗尽层宽度也随之而展宽，表面空间电荷面密度也增大．只要将饱和电流表达式中空间电荷有关项中的U S 用()U U SBS -代之，即可得到包括衬底偏压USB后的漏电流表达式，即()()()}32_21{23232⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=+++U U U U U U U U U I SB S SB S DS DS S FB GS DS β]4[其中U FB 为平带电压, U S 为半导体平面上的电压降,U BS 为衬源电压, U SB 为衬底偏压,只要将上式对U SB 求导，即可得到()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=+++U U U U U N gSB s SBS DS q LWA s nmb212102εεμ 【4】 （5）若用U sat 取代上式中的U DS ，即可得到饱和区衬底跨导表达式．显然，影响gmb的条件只包括U DS 和U SB ，而与U GS 无关． 2.1.1.2漏源输出电导gdlⅰ线性工作区的漏源输出电导gdl线性工作区的漏源输出电导gdl定义为栅源电压U GS 等于常数时微分漏电流与微分漏源电压之比，即，CUU I gGSDSDSdl=∂=α 【4】表示漏源电压对漏电流的控制能力，对线性区I DS 方程对漏源电压U DS 求导，即得非饱和工作区的漏电导()U U U g DS T GS dl--=β 【4】当U DS 很小时，是式中的U DS 可以忽略，可得器件在线性工作区的电导()U U gT GS dl-=β 【4】 （6）由上式可见输出电阻１／gdl与()U U T GS-是双曲关系，现当漏源电流较大时gdl与U GS线性关系不再维持，这是因为电子的迁移率随U GS 增大面减小的原故． ⅱ饱和区的漏－源输出电导gds理想情况下饱和区的漏电流I Dsat 与漏电压U DS 无关，gds应为零而对于实际ＭＯＳ场效应晶体管，饱和区输出的特性曲线总有一定的倾斜使输出电阻不为零，其原因有二:其一,沟道长度调制效应;其二,漏极对沟道的静电反馈作用． 2.1.2 ＣＭＯＳ场效应晶体管交流小信号等效电路在交流工作状态下，栅源电压等于直流偏压U GS 和交流信号电压u gs 的迭加，电流也必然等于直流分量I DS 与交流分量i ds 之和．由于输入漏源电流是栅源电压U GS 和漏源电压UDS的函数，即U g Ug U U I U U I I DsdlGSmDs CDS DSGS C DS DSDS d d d U d U d GS DS +=∂∂+∂∂=== 【4】的小信号工作状态下，式中的微分增量可近似用交流信号电流和电压代替，因此交流漏电流ugug i dsdlgsmDS+=【5】 （7）ＭＯＳ场效应晶体管中的电荷存储效应对ＭＯＳ场效应管，ＭＯＳ电路的交流及瞬态特性有决定性影响．由于栅源和栅漏之间的电容C gs 和C gd 的存在，当栅压随输入交流信号必变时，通过沟道电阻形成对等效栅电容的充电电流由此而产生输入回路中的交流栅电流dtd dtd U C U C i gd gdgs gsg += 【5】 （8）其中C gs 为栅源电容,C gd 为栅漏电容.同时，栅漏电容的充放电效应也将在漏端产生增量电流．这样以来交流漏极电流的表达式应为dtd u cu gug i gdgddsdlgsmds-+=]5[ （9）根据ＭＯＳ场效应晶体管的漏端电流和i ds 和i g 的表达式，可得到器件的本征等效等效电路如下图3G图32.1.3MOS 场效应管的频率限制因素由上述交流等效电路可看出，ＭＯＳ器件存在着本征电容，而且实际的ＭＯＳ器件中还存在着寄生电容，由于这些电容在交流信号下充放电存在一定的延迟时间，载流子渡越沟道也需要一定的时间，这些时间延迟都会限制ＭＯＳ器件的使用频率，对于模拟电路器件最关心的性能是截止频率fT和最高工作频率fM．下面分别讨论其限制因素及改进方法．2.1.3.1截止频率fT等效电路的输出端，由于C gs 的阻抗随频率增加而下降，使流过栅源电容的电流随频率增高面上升．通常把流过C gs 的电流上升到刚好等于电压控制电流源ug gsm时的频率定义为ＭＯＳ场效应晶体管的截止频率．用符号ωT表示．即ug uC gsmgsgsT=ωCgsm T=ω将gm和C gs 的表示式代信上式得()L U UfT GS nT243-=μπ]5[ （10）其中μn为电子迁移率,L 为沟道长度.可见fT与ＭＯＳ器件的沟道长度Ｌ平方成反比，短沟道的ＭＯＳ器件fT会更高而对于长沟道的ＭＯＳ器件来说沟道长度渡越时间τ是限制截止频率的主要因素，若用渡越时间τ来表示截止频率可推得τω2=T，τω5=gm ，()μτnT GS U U L -=234从上式可以看出．为提高ＭＯＳ管的截止频率fT,从结构方面应当使沟道长度缩到最抵限度尽可能地增大电子在沟道表面的有效迁移率μn．2.1.3.2最高工作频率ＭＯＳ管的最高工作频率fM为功率增益等于一时的频率．由于栅极沟道电容的C GC存在，使ＭＯＳ场效应器件不能在任意的高频下运用，当信号频率ω增加，则流过栅沟电容的信号电流增加，即从源极流入沟道用于增加栅－沟电容充电的那部分截流子增加，直到ω足够大，以使全部沟道电流用于充电则使漏极输出信号为０.此时对应的频率ω是ＭＯＳ场效应晶体管的最高信号频率ωm ，所以ug u C gsmGSGCM=ω]5[式中C GC 表示栅－沟的总电容；u gs 是信号源加到栅源之间的电压，故ＭＯＳ场效应晶体管的最高工作频率Cf GCmMπ2=（11）可见，ＭＯＳ管跨导愈大，最高工作频率愈高；栅－沟电容C GC 愈小，最高工作频率也愈高．因此在设计ＭＯＳ场效应晶体管时，往往将CgGCm作为ＭＯＳ管的高频优质去衡量它的高频特性，其比值越高，高频特性越好．由于()U u C gTgsoxnmLW-=μ， （12）则栅－沟电容C GC 为tC C OXoOXOXGC WLWL εε== （13）其中C OX 为栅氧化层单位面积电容,t OX 为二氧化硅厚度,εOX为二氧化硅介电常数,εo为真空介电常数.所以()U u LfTgs nM-=22πμ]5[ （14）从上式可以看出．为提高ＭＯＳ管的最高工作频率fM,从结构方面应当使沟道长度缩到最抵限度尽可能地增大电子在沟道表面的有效迁移率μn．综上所述，限制ＭＯＳ场效应管的因素主要有沟道长度和沟道电子迁移率，而根本原因则是,极间电容的存在．3 C ＭＯＳ场效应管频率的提高方法针对ＭＯＳ场效应管频率特性的主要限制因素，我们必须减小沟道长度，增大沟道表面的电子迁移率，减小栅电容．下面就具体讨论改进方法． 3．1缩短沟道长度减小ＭＯＳ晶体管的沟道长度可以增大跨导，因而是提高频率的有效途径，这也正是ＭＯＳ器件尺寸不断缩小的一个目的．缩短沟道长度主要还是根据按比例缩小理论通过改善微电子工艺技术，提高加工水平来实现.沟道长度的缩短受到光刻工艺的限制，用自对准栅工艺可以在一定程度上得到避免与克服，能其本上消除C gd，C gs对频率的影响．但CMOS器件缩小到亚011μm以后将面临着许多挑战,除了工艺技术问题还有很多器件物理问题需要解决,主要是:电源电压和阈值电压缩小问题,短沟道效应,栅氧化层可靠性,量子效应,杂质数起伏的影响,以及互连线延迟等问题.简单的等比例缩小不能解决纳米 CMOS面临的种种挑战,研究适于纳米 CMOS的新型器件结构已成为迫切的课题]6[.纳米 CMOS器件在结构和工艺设计上采取了很多措施来改善器件性能.采用浅沟槽隔离不仅有效抑制闩锁效应,而且有利于缩小面积提高集成度.为了使 NMOS和PMOS性能更对称,分别采用 n +和 p +硅栅,使 NMOS和PMOS都是表面沟器件]7[.用硅化物自对准结构(salicide)减小多晶硅线和源/漏区的寄生电阻.利用沟道工程实现优化的沟道掺杂剖面,用后退掺杂减小表面电场,消弱反型层量子化效应,还可以减小杂质随机分布对阈值电压的影响.中等掺杂的极浅的源/漏延伸区和环绕掺杂可以有效地抑制短沟效应.优化的沟道掺杂也可以防止热电子效应,保证器件的可靠性.在改进常规的体硅CMOS器件结构设计的同时,近年来发展了若干富有新意的器件结构.主要是:SOI CMOS,双栅 MOSFET,环栅 MOSFET,凹陷沟道 MOS2FET,DTMOSFET和低温 CMOS,他们在性能、功耗诸方面让CMOS的发展日新月异.SOIMOSFET可以解决一些缩小器件尺寸带来的器件和工艺问题,如浅结、软失效和体硅CMOS的闩锁效应,等等.SOI优越性的一个最主要方面是寄生电容小,因而有利于提高电路速度.为了克服FD SOIMOSFET背栅控制作用很弱的问题,发展了双栅 SOIMOSFET,其沟道是一层非常薄的硅,该层硅膜有两个栅,分别在沟道的两面,在这样的结构中短沟道效应被极大的抑制了]8[.为了进一步提高栅极对沟道的控制能力,可以使沟道四周完全用栅极包围,这就是环栅MOS2FET.环栅MOSFET可以是水平沟道,也可以是垂直沟道,环栅器件应该比双栅器件更有利于抑制短沟效应和改善亚阈值斜率,而且柱形垂直沟道的环栅器件可以获得更高的集成密度.抑制短沟效应还有一个途径就是减小源/漏结深.凹陷沟道MOSFET利用局部场氧的方法在沟道区形成凹陷的氧化层,然后再刻蚀掉该氧化层,形成凹陷的沟道区,从而减小了源/漏区相对沟道的结深,同时较深的源/漏区可以减小源/潜心区串联电阻.采用动态阈值可以解决高速度和低功耗的矛盾要求.不仅有利于提高速度,降低静态功耗,而且可以抑制短沟效应,因为工作时的正衬底偏压使源/漏耗尽层减小.早已证明低温下可以改善MOSFET性能,但是由于低温操作需要冷却设备,代价高,因此只要在室温下性能可以不断提高,低温操作就不会被重视.既然我们现在已经接近了室温 CMOS 性能极限,必须重新审视纳米领域的低温CMOS 技术.由于低温下高载流子迁移率与低互连电阻,低温 CMOS 在性能上优于 室温CMOS115- 210倍]9[。
中大规模集成电路及应用(总结)
中大规模集成电路及应用第一章↗微电子学✍微电子学是研究固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、子系统及系统的电子学分支。
✍作为电子学的一门分支学科，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的学科。
↗集成电路：↗Integrated Circuit，缩写IC✍是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路连接集成在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）或陶瓷基片上，作为一个不可分割的整体执行某一特定功能的电路组件。
↗集成电路设计与制造的主要流程框架设计创意+ 仿真验证集成电路芯片设计过程流程图↗摩尔定律✍基于市场竞争，不断提高产品的性能价格比是微电子技术发展的动力。
✍在新技术的推动下，集成电路自发明以来，其集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小倍。
✍是由Intel公司创始人之一Gordon E. Moore博士1965年总结的规律，被称为摩尔定律。
集成电路分类↗集成电路的分类✍按器件结构类型✍按集成电路规模✍按结构形式✍按电路功能✍按应用领域按器件结构类型分类↗双极集成电路：主要由双极晶体管构成(优点是速度高、驱动能力强，缺点是功耗较大、集成度较低)✍NPN型双极集成电路✍PNP型双极集成电路↗金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管(单极晶体管)构成✍NMOS✍PMOS✍CMOS(互补MOS)↗双极-MOS(BiMOS)集成电路(功耗低、集成度高，随着特征尺寸的缩小，速度也可以很高)：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路，综合了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂按集成电路规模分类↗度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目↗小规模集成电路(Small Scale IC，SSI)↗中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI)↗大规模集成电路(Large Scale IC，LSI)↗超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI)↗特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI)↗巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI）按结构形式的分类↗单片集成电路：✍它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路✍在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅，除此之外还有GaAs等↗混合集成电路：✍厚膜集成电路✍薄膜集成电路按电路功能分类↗数字集成电路(Digital IC)：它是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路↗模拟集成电路(Analog IC)：它是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路✍线性集成电路：又叫做放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等✍非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路↗数模混合集成电路(Digital - Analog IC) ：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等第二章半导体固体材料：超导体: 大于106(Ωcm)-1导 体: 106~104(Ωcm)-1半导体: 104~10-10(Ωcm)-1绝缘体: 小于10-10(Ωcm)-1从导电特性和机制来分：不同电阻特性、不同输运机制1. 半导体的结构原子结合形式：共价键形成的晶体结构： 构 成 一 个正四面体， 具 有 金 刚 石 晶 体 结 构半导体的结合和晶体结构半导体有元素半导体，如：Si 、Ge化合物半导体，如：GaAs 、InP 、ZnS2. 半导体中的载流子：能够导电的自由粒子本征半导体：n=p=ni电子：Electron ，带负电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚 后形成的自由电子，对应于导带中占据的电子空穴：Hole ，带正电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚 后形成的电子空位，对应于价带中的电子空位4.半导体的掺杂受 主 掺 杂、施 主 掺 杂施主：Donor ，掺入半导体的杂质原子向半导体中提供导电的电子，并成为带正电的离子。
染料敏化太阳能电池光电转换效率提高关键技术总结
染料敏化太阳能电池光电转换效率提高关键技术总结染料敏化太阳能电池（DSSC）作为一种新型的太阳能电池技术，具有成本低、制备简单和高效能等优势，因此备受关注。
然而，DSSC的光电转换效率仍然是其发展的瓶颈之一。
为了提高DSSC的光电转换效率，研究人员们进行了大量的研究工作，并取得了一系列的关键突破。
首先，光吸收效率的提高是提高DSSC光电转换效率的重要途径。
在光敏染料的选取方面，最近的研究表明，一些新型的高效光敏染料，如金属有机染料（如染料分子Y123和YD2-o-C8），具有更宽的光吸收范围和更高的光电转换效率。
此外，还有研究者通过杂化化学修饰或共吸附不同类型的光敏染料，提高光敏染料的光吸收范围和光电转换效率。
例如，Jia et al.通过将有机染料分子与半导体纳米晶进行杂化修饰，实现了DSSC的光电转换效率的显著提高。
其次，光电荷传输效率的提高也是提高DSSC光电转换效率的关键。
为了提高光电荷传输效率，研究者们采用了一系列的策略。
一方面，通过研究和改进DSSC电解质的组成和性质，可以改善电荷传输和电荷收集的效率。
例如，采用有机溶剂作为电解质可以提高电解质的传导性能，同时减少电解质对电子传输的阻碍。
另一方面，通过引入导电剂，如碳纳米管、石墨烯等，在电解质中形成高电导的路径，促进电荷传输。
此外，精细调控电解质的组成和浓度也可以调节电荷传输效率，进而提高DSSC的光电转换效率。
此外，电子传输效率和空穴传输效率的平衡也是提高DSSC光电转换效率的关键。
研究者们通过调节半导体的级配结构、改变电解质的组成以及优化光敏染料的性质等方式，实现了电子传输效率和空穴传输效率的平衡，提高了DSSC的光电转换效率。
例如，研究者们通过在电解质中引入有机溶剂，形成合理的电子传输以及空穴传输通道，减少电子和空穴的再组合损失，从而改善了DSSC的电荷传输效率。
此外，光电转换效率的提高还需要考虑光电极材料的选择和设计。
光电极材料通常是由助剂、导电剂和光敏染料组成的。
数字集成电路设计笔记归纳
数字集成电路设计笔记归纳第三章、器件⼀、超深亚微⽶⼯艺条件下MOS 管主要⼆阶效应：1、速度饱和效应：主要出现在短沟道NMOS 管，PMOS 速度饱和效应不显著。
主要原因是TH GS V V -太⼤。
在沟道电场强度不⾼时载流⼦速度正⽐于电场强度（µξν=），即载流⼦迁移率是常数。
但在电场强度很⾼时载流⼦的速度将由于散射效应⽽趋于饱和，不再随电场强度的增加⽽线性增加。
此时近似表达式为：µξυ=（c ξξ<），c s a t µξυυ==（c ξξ≥），出现饱和速度时的漏源电压DSAT V 是⼀个常数。
线性区的电流公式不变，但⼀旦达到DSAT V ，电流即可饱和，此时DS I与GS V 成线性关系（不再是低压时的平⽅关系）。
2、Latch-up 效应：由于单阱⼯艺的NPNP 结构，可能会出现VDD 到VSS 的短路⼤电流。
正反馈机制：PNP 微正向导通，射集电流反馈⼊NPN 的基极，电流放⼤后⼜反馈到PNP 的基极，再次放⼤加剧导通。
克服的⽅法：1、减少阱/衬底的寄⽣电阻，从⽽减少馈⼊基极的电流，于是削弱了正反馈。
2、保护环。
3、短沟道效应：在沟道较长时，沟道耗尽区主要来⾃MOS 场效应，⽽当沟道较短时，漏衬结（反偏）、源衬结的耗尽区将不可忽略，即栅下的⼀部分区域已被耗尽，只需要⼀个较⼩的阈值电压就⾜以引起强反型。
所以短沟时VT 随L 的减⼩⽽减⼩。
此外，提⾼漏源电压可以得到类似的效应，短沟时VT随VDS增加⽽减⼩，因为这增加了反偏漏衬结耗尽区的宽度。
这⼀效应被称为漏端感应源端势垒降低。
4、漏端感应源端势垒降低（DIBL）：VDS增加会使源端势垒下降，沟道长度缩短会使源端势垒下降。
VDS很⼤时反偏漏衬结击穿，漏源穿通，将不受栅压控制。
5、亚阈值效应（弱反型导通）：当电压低于阈值电压时MOS管已部分导通。
不存在导电沟道时源（n+）体（p）漏（n+）三端实际上形成了⼀个寄⽣的双极性晶体管。
数字集成电路知识点整理
Digital IC：数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统第一章引论1、数字IC芯片制造步骤设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计）制版：根据版图制作加工用的光刻版制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽）封装：用金丝把管芯的压焊块（pad）与管壳的引脚相连测试：测试芯片的工作情况2、数字IC的设计方法分层设计思想：每个层次都由下一个层次的若干个模块组成，自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证SoC设计方法：IP模块（硬核（Hardcore)、软核（Softcore)、固核（Firmcore））与设计复用Foundry（代工）、Fabless（芯片设计）、Chipless（IP设计）“三足鼎立”——SoC发展的模式3、数字IC的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的）NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本设计时间和投入，掩膜生产，样品生产一次性成本Recurrent 成本工艺制造（silicon processing），封装（packaging），测试（test）正比于产量一阶RC网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数功耗：emmmm自己算4、EDA设计流程IP设计系统设计（SystemC）模块设计（verilog）综合版图设计(.ICC) 电路级设计（.v 基本不可读）综合过程中用到的文件类型(都是synopsys版权)：可以相互转化.db（不可读）.lib（可读）加了功耗信息.sdb .slib第二章器件基础1、保护IC的输入器件以抗静电荷（ESD保护）2、长沟道器件电压和电流的关系：3、短沟道器件电压和电流关系速度饱和：当沿着沟道的电场达到临界值ξC时，载流子的速度由于散射效应（载流子之间的碰撞）而趋于饱和。
XRD定量分析方法
K值法
它是对内标法的改进，目的是省去制作标 准曲线的烦琐工作。它结合了外标法和内标法 的优点，且是一种标准化的方法。正式名称为 基体冲洗法。与内标法一样，在样品中加入参 考物质S，
把常数项合并为KSi则，
i为待测相，S为参考物（通常用α-Al2O3）。将S与 纯i相按质量比1:1的混合制样，测定混合物中两相 的衍射线强度（一般取最强线） Ii和 IS ， Ii/IS 即为 i 相的参比强度KSi （常简写为Ki）。 在待测样品中加入一定量（ xS ）的参比物 S 相 （不一定是50%），测出i相和S相衍射线的强度， 则
利用同步辐射可获得fwhms低至00082步长小至0020012structure采用同步辐射源下得到的结果显著优于用普通铜靶上rietveld粉末衍射全谱拟合rietveld法是通过将理论计算得到的强度数据以一定的峰形函数与实验强度数据拟合反复改变计算中的一些参数结构参数与峰形参数使计算谱不断接近实测谱并最终从理论上计算出完整的衍射谱
(5) 对于固溶体，要考虑固溶成分对散射因子、 角因子、吸收系数的影响。 (6) 用全自动衍射仪测定衍射线扣除背底后的累积 强度作为净峰强度（积分强度法）。 (7) 尽量选择强度高、不存在重叠的衍射峰测量， 而且各物相所用衍射峰尽量靠近。当两个相的 晶体结构相近时，主要的衍射峰容易发生重叠， 通常要对衍射线进行分峰及合理扣除背底，进行 衍射强度的修正。 (8) 对于含非晶相的样品，应通过拟合扣除非晶相的 “馒头峰”。 (9) 微量相可采用转靶或同步辐射衍射仪测定。
定 量 分 析
重叠峰的分离 K2的剥离
（可能对峰形有 一定的影响）
晶体结构分析
峰宽和峰强度 的确定、晶粒 大小的计算
点阵常数精确测定简介
五款信号完整性仿真分析工具
SI五款信号完整性仿真工具介绍(一)Ansoft公司的仿真工具现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。
高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。
目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。
Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题：SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。
该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。
该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。
它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。
仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。
(二)SPECCTRAQuestCadence的工具采用Sun的电源层分析模块：Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。
该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。
有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。
同步辐射散射数据处理分析方法及实验过程
同步辐射散射数据处理分析方法及过程
同步辐射散射（Synchrotron Radiation Scattering）是一种先进的材料表征技术，已广泛应用于材料科学、生物学、化学等领域。
同步辐射散射技术利用同步辐射光源产生的高亮度辐射，通过散射实验来研究样品的结构、形态和动态行为。
同步辐射散射数据处理分析方法：同步辐射散射实验通常包括小角X射线散射（SAXS）和广角X射线散射（WAXS）。
其数据处理分析过程如下：
数据采集：实验开始前，首先选择合适的辐射波长和角度范围。
通过调整实验参数，收集样品在不同条件下的散射数据。
背景消除：由于实验环境和仪器因素，样品散射数据中可能含有背景噪声。
背景消除是数据预处理的关键步骤，可以使用空白样品数据或数学方法进行背景校正，以提高数据质量。
数据标定：将散射数据标定为绝对强度或者散射强度随角度的相对变化。
标定通常依赖于标准样品的散射数据，以建立起绝对强度和角度的关系。
峰识别和拟合：在SAXS和WAXS数据中，可能存在一些峰或特征，代表着样品的结构信息。
通过峰识别和曲线拟合，可以获得峰的位置、强度、宽度等参数，从而了解样品的晶体结构或分子排列。
分析方法选择：根据研究目的，选择合适的分析方法，如径向分布函数（RDF）、逐渐剪切法、Debye公式等，用于提取样品的结构信息。
模拟和建模：利用计算方法，比如有限元模拟或分子动力学模拟，与实验数据进行对比，验证实验结果的准确性，并深入理解样品的微观结构。
ASIC复习提纲
ASIC复习提纲考试复习提纲深亚微⽶器件理解MOS基本特性（VT组成、沟道长度调制效应）；；理解深亚微⽶MOS的⾮理想特性（亚阈值电流、速度饱和响应）；MOS动态特性——理解MOS在各种情况下的电容；互连互连在等⽐例缩⼩规则下变化情况；互连Elmore延时计算；Cross talk及其对策；IR Drop效应；CMOS倒相器Size对倒相器性能、功耗和抗噪声能⼒的影响；Inverter Chain理解组合电路延时的计算⽅法；理解功耗的三个来源；组合电路静态vs 动态电路、Ratioless vs Ratioed逻辑；掌握组合电路的各种实现形式及其优缺点；Dynamic电路、Pass-trasisotr电路等；时序电路组合电路vs 时序电路；Master－Slave Register的基本形式；动态CMOS Register的优缺点；Latch vs Register；Register-based 电路时序分析，理解Jitter和skew对电路性能的影响；Schmitt触发器；设计⽅法标准单元设计流程；MOPS/Energy；初步理解软硬件划分的⽅法；算术单元了解加法器的类型及其优缺点；理解加法器设计的关键所在；简单了解桶型移位器和乘法器；数字电路（去年考题）1、深亚微⽶数字IC设计⾯临的挑战Chap.1引论2、深亚微⽶MOS的⾮理想特性（亚阈值电流、速度饱和响应）Chap.3器件3、互连Elmore延时计算Chap.4互连4、反相器功耗的三个来源Chap.5 CMOS反相器5、组合电路逻辑路径的优化设计Chap.6组合电路6、多路开关Master-Slave Register的tsetup、thold、tctoq估算⽅法Chap.7时序电路7、加法器Chap.11运算电路1 深亚微⽶数字IC设计⾯临的挑战Chap.1引论功耗密度增⼤, ⾯积, 布局布线, 时钟频率, 布局布线2 反相器再⽣条件⼀个门的VTC应该具有⼀个增益绝对值⼤于1的过渡区,该过渡区以两个合法的区域为界,合法区域的增益应该⼩于1,这样的门具有两个稳定的⼯作点.3 扩散和漂移的物理意义由于存在浓度梯度,载流⼦从浓度⾼的区域向浓度低得区域流动.由于存在内建电场,电⼦从电势⾼的⽅向向低的⽅向移动.4 MOS管的域值电压5 亚阈值电流:当电压低于阈值电压时,mos晶体管已经部分导通.这⼀现象为亚阈值或弱反型导通.6 速度饱和效应:当沿沟道的电场达到⼀临界值时ξ时,载流⼦的速度由于散射效应⽽趋于饱和（两个公式）7长沟道I/V特性,短沟道的I/V特性: 电阻区,饱和区, 还有速度饱和区.8 Mos管的电阻特性: 电阻反⽐于器件的宽长⽐,当Vdd> Vt + Vdsat/2 时,电阻与Vdd⽆关,当接近它时Vt时,电阻会急剧变⼤.9 MOs电容 (截⽌区,电阻区,饱和区)10 互连线寄⽣效应对芯⽚的影响电容,电阻,电感寄⽣参数会: 增加传播延时,使性能下降;影响能耗和功率的分部;引起额外的噪声来源,影响可靠性.11 互连线,Elmore延时的计算12 Fan_in和延时的关系: tpLH是Fin的线性函数,⽽下拉电阻负载和负载电容随输⼊数同时增加,使tphL近似平⽅关系增加,Fanin ⼤于等于4时,门变的很慢.13 ⾼Fanin时提⾼组合逻辑性能的设计⽅法加⼤晶体管尺⼨,降低串连器件的电阻,减少时间常数.B 逐级加⼤晶体管尺⼨,降低了起主要作⽤的电阻,同时使电容保持在⼀定的范围内,C 重新安排输⼊,(把关键路径上的晶体管靠近门的输出端,可以提⾼速度) D 重组逻辑结构14 传输管逻辑概念及改进⽅法允许通过原始输⼊驱动栅端和源漏端来减少实现逻辑所需的晶体管数⽬.改进: 电平恢复,B 多种阈值晶体管,使⽤零阈值的NMOS可以消除⼤部分阈值损失 C 传输门逻辑(将NMOS和PMOS并联)15 动态逻辑的特点A 逻辑功能由Nmos下拉⽹络实现B 晶体管数⽬少(N+2<2N) C,是⽆⽐逻辑门 D 只有动态功耗 E 有较快的开关速度(减少了门晶体管的数⽬,没有短路电流,并且由下来的器件提供的所有电流都⽤来对负载电容放电) F 存在电荷泄漏,电荷分配,电容耦合,时钟馈通效应)动态逻辑可以实现较快的和⾯积较少的复杂逻辑门.但电荷分配等⼀些效应很难把握,电荷泄漏⼜迫使进⾏周期的刷新.限制了最⾼的⼯作频率.16 组合逻辑和时序逻辑, Latch versus Register (电平和边沿触发⽅式)17 多路开关型主从寄存器:建⽴时间:输⼊数据D在时钟上升沿必须有效的时间(Ts = 3tpd-inv + t pd-tx) 传播延时是Qm值传输到 Q所需的时间 Tc-q = tpd-inv + tpd-tx ,维持时间是在时间上升沿后,输⼊必须保持的稳定时间Thold.18 动态CMOS register 的优缺点.电容存储信息,容性耦合,引⼊噪声,破坏状态稳定. 漏电流问题,时钟频率降低. 内部动态结点不能追踪变化,引⼊反馈使电路不稳定.19 流⽔线加速数字处理器的数据通路,通过在组合逻辑块之间插⼊寄存器来实现.把组合逻辑分成若⼲块,每⼀部分⽐原来的总功能具有较⼩的传播延时,有效的减少了最⼩的允许的时钟周期.20 Schmitt triggerA 对于⼀个变换很慢的输⼊波形,在输出端有⼀个快速的翻转的响应.B 对正向和反向变化的输⼊信号有不同的阈值.把⼀个含有噪声或变换缓慢的输⼊信号变成⼀个⼲净的数字输出信号.CMOS实现,CMOS的开关阈值由Pmos和Nmos 的导电因⼦之⽐Kp/Kn,增加它可以使得VM升⾼; 如果翻转⽅向不同会使得这⽐率不同,则可以引起不同的开关阈值及滞环特性.(使⽤反馈完成)21 克服线间电容串扰的⽅法:A 尽量避免浮空结点,B 敏感结点应该和全摆幅信号隔离.c 在满⾜时序约束的范围内尽可能加⼤上升和下降时间,D 在敏感的低摆幅布线⽹络中采⽤差分信号传输⽅法.E 为使得串扰最⼩,不要使得两条信号间电容太⼤,同⼀层上的平⾏导线应当⾜够远离,相邻层上的导线应该互相垂直.F 在重要的信号线间,增加⼀条屏蔽线,GND VDD G 不同层上的信号之间的电容可以通过增加额外的布线层来进⼀步减少.22 串扰对传播延时的影响23 加法器优化性能的⽅法.可在逻辑层和电路层上进⾏逻辑层重排布尔⽅程,得到⼀个速度较快或⾯积较⼩的电路( 超前进位加法器)电路层改变晶体管的尺⼨及电路的拓扑结构来优化速度.电路设计 A 静态加法电路 (28管,慢) B 镜像加法电路 (24管,⾯积和延迟都有⼀定程度的减少) C 传输门加法器( 24管,和进位输出有相进的延迟) D 曼彻斯特进位加法器逻辑设计: A 进位旁路加法器(全1时,进位旁路输出,旁路加法器延迟增加的斜率⽐逐级进位加法器平缓) B 线形进位加法选择加法器 C 平⽅根进位选择加法器 D 超前进位加法器24 剩法器优化性能的⽅法 ( 产⽣部分积,累加部分和,最终相加)部分累积器, 阵列乘法器,进位保留加法器树型乘法器流⽔线25 反相器开关阈值与器件尺⼨的特性关系 ()26 低电压下反相器VTC的特性.反相器在过渡区的增益实际上随电源电压的降低⽽增⼤,⽽且反相器在27 反相器器件尺⼨⽐例和延时的关系.28 反相器链的优化设计⽅法29 理解功耗的三个来源.A 由电容充放电引起的动态功耗 Pdyn 直流通路引起的功耗 Pdp 静态功耗30 半定制ASIC 设计流程.1.1 深亚微⽶数字IC 设计⾯临的挑战：微观上的问题：超⾼速电路的设计、内部互联、噪声和串扰、可靠性和可制造性、功耗、时钟分布……宏观上的问题：产品⾯世时间、百万门电路设计、⾼层抽象、IP 重⽤、可预测性…… 1.2 反相器的再⽣条件：P16⼀个门的VTC 应当具有⼀个增益绝对值⼤于1的过渡区（即不确定区），该过渡区以两个合法的区域为界，合法区域的增益应当⼩于1。
基于扩散模型的时序数据生成
基于扩散模型的时序数据生成引言：随着信息时代的到来，数据成为了我们生活中不可或缺的一部分。
而对于时序数据的生成和分析，扩散模型成为了一种常用的方法。
本文将介绍基于扩散模型的时序数据生成的原理和应用。
一、扩散模型的基本原理扩散模型是一种模拟信息传播的数学模型，通过模拟信息的传播过程，可以生成具有时序特征的数据。
其基本原理是将信息传播看作是随机过程，并假设信息传播的速度和范围受到一定的限制。
根据这些假设，可以通过模拟随机过程来生成时序数据。
二、扩散模型的应用1. 疾病传播模拟扩散模型可以用来模拟疾病的传播过程，通过生成时序数据，可以分析疾病的传播趋势和规律，为疾病防控提供科学依据。
2. 社交网络分析扩散模型可以用来模拟社交网络中信息的传播过程，通过生成时序数据，可以分析信息在社交网络中的传播路径和影响力，为社交网络的优化和营销策略提供参考。
3. 股票价格预测扩散模型可以用来模拟股票价格的波动过程，通过生成时序数据，可以分析股票价格的趋势和波动规律，为投资者提供决策依据。
三、扩散模型的生成方法1. 随机游走模型随机游走模型是扩散模型中最简单的一种方法，它假设信息传播的路径是随机的，可以通过随机生成的数值来表示信息在空间上的传播过程。
2. SIR模型SIR模型是一种常用的扩散模型，它将人群分为易感染者(Susceptible)、感染者(Infected)和恢复者(Recovered)三类，通过模拟人群之间的相互作用，可以生成具有时序特征的感染数据。
3. 随机过程模型随机过程模型是一种更加复杂的扩散模型，它考虑了信息传播的时间特征和空间特征，通过模拟随机过程的演化，可以生成更加真实的时序数据。
四、扩散模型的评价指标1. 扩散速度扩散速度是衡量信息传播效果的重要指标，它可以通过计算信息传播的平均传播时间来评估。
2. 扩散范围扩散范围是衡量信息传播范围的指标，它可以通过计算信息传播到的人群比例来评估。
3. 影响力影响力是衡量信息传播影响力的指标，它可以通过计算信息传播到的人群中被影响者的比例来评估。
互连线概念
互连线概念互连线及布线系统的功能：分配时钟信号和其他信号，以及提供电源线和地线.互连线的基本发展要求是满足在尺寸进一步缩小的情况下,能够更高速的传输信号。
采用Cu—CMP的大马士革镶嵌工艺是目前唯一成熟和已经成功应用到IC制造中的铜制程工艺.。
器件的可靠性和集成电路互连系统的可靠性是制约芯片寿命的两个关键因素，因此集成电路互连系统的可靠性一直是IC设计和制造所关心的重要问题。
Al，Cu优缺点集成电路技术的进步和更新换代是以所加工最小特征尺寸的缩小、硅片尺寸的增加及芯片集成度的增加为标志的。
新技术新工艺的发展要求引入新的互连技术来突破传统互连的局限性.第一代互连技术是以铝和铝合金作为导体材料，二氧化硅作为绝缘介质材料的铝互连技术。
在超大规模集成电路(VLSI)时代及以前的集成电路中，铝互连技术基本上可以满足电路性能的要求，从而得到了广泛的应用。
但是随着器件特征尺寸进入深亚微米领域，这就要求金属互连线的宽度不断减小，金属互连线的层数不断增加.但是由于采用铝（舢)作为互连材料，随着互连层数和长度的增加以及宽度的减小，铝互连线电阻增加，使得电路的延迟时间、信号衰减以及串扰效应增加，同时电迁移和应力迁移失效加剧，严重影响到电路的可靠性。
因此，新的工艺采用铜(Cu)和低介电常数（k）介质材料取代传统的A1和Si02.基于大马士革结构的Cu互连集成工艺被称为第二代互连工艺。
使用铜作为互连材料有很多优点：但是采用铜／低k互连工艺也有其缺点与不足之处：首先，Cu是半导体的深能级杂质，对半导体中的载流子具有强的陷阱效应，同时Cu在Si02介质中扩散很快,Cu进入Si和Si02后，在Si中充当深能级受主杂质，并形成高阻化合物，降低其绝缘性能，引起介质穿通，从而使Si02的介电性能严重退化，使器件性能大大降低【l】。
为了阻止铜离子扩散，需要在金属铜和二氧化硅之间加上一层扩散阻挡层，如TaN、Ta、TiN等，以解决Cu污染问题.由于TaN或Ta等扩散阻挡层电阻率较大，不能直接实现均匀的电化学镀铜，故需在扩散阻挡层表面淀积一薄层铜来做种子层.淀积扩散阻挡层和Cu种子层一般采用真空溅射（Sputtering）或物理气相淀积（PVD)的方法。
ANSYS产品简介
ANSYS产品简介关键字: ANSYS技术特色:完整的单场分析方案：安世亚太汇集了世界最强的各物理场分析技术。
包括以强大的结构非线性著称的机械模块Mechanical；以强大的碰撞、冲击、爆炸、穿甲模拟能力著称的显式模块AUTODYN；以求解快速著称的流体动力学分析模块CFX；以特大电大尺寸分析能力著称的电磁场分析模块FEKO。
独特的多场耦合分析：ANSYS软件不但具有强大的单场分析模块，还可以求解多物理场间的耦合问题；耦合场的关键在于各场分析数据的无缝传递。
不是统一数据库，甚至不是同一家公司产品，分析数据的传递无法达到无缝的要求。
因此，不是任意两个软件之间都能进行多场耦合分析。
“Multiphysics”是ANSYS公司的独有词汇。
高效的并行计算：并行计算使得超大规模计算的效率数十倍提高，对求解规模没有任何限制，计算时间可完全满足设计流程的要求。
ANSYS是当今世界唯一一家可以求解一亿自由度问题的CAE公司。
高质量/高可靠性：质量是ANSYS强大生命力的保证，我们的质量保证人员和开发人员的比例是1:1。
严格的质量管理使ANSYS在众多的CAE软件中率先通过了ISO9001质量认证体系，也是唯一一家通过ISO9001:2000版质量认证体系的CAE 软件。
先进的协同研发平台：PERA根据现代企业对研发环境的要求，在基于J2EE的基础层上，通过对流程、技术及数据三个子平台的集成，整合了研发相关的所有工具，形成一个基于网络的、分布式企业级协同研发平台。
该平台将设计模型管理、研发技术管理、研发流程管理、多学科优化、多物理场仿真、仿真数据管理及智力资产管理融于一身，并充分利用企业分布式硬件资源和网格计算资源，支持企业的任何研发活动。
产品体系:1. 机械分析解决方案结构非线性/动力学模块：Mechanical是ANSYS产品家族中的结构及热分析模块。
专注于结构分析技术的深入开发，注重旋转机械和复合材料分析能力。
icp-ms定量原理 -回复
icp-ms定量原理-回复ICP-MS（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry）是一种基于原子质量分析的定量分析方法，它通过将样品离子化，分散在高温等离子体中，然后使用质谱仪测量样品中不同元素的质量信号，从而在不同元素之间建立定量关系。
下面将逐步介绍ICP-MS的定量原理。
首先，ICP-MS使用的是高频感应耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma，ICP），它能将样品中的元素离子化。
在ICP中，电磁感应通过高频电流产生的磁场激发气体中的电子，使之获得足够的能量从而激发原子和离子。
同时，通过气体的喷射和对流，样品离子被推送到离子源区域。
接下来是离子化过程。
在离子源区域，离子束被形成并抽取出来，然后通过三级四极杆（quadrupole）进行离子分选。
四极杆是一个电场交替的装置，通过调整电场频率和幅度，可以选择性地传输一组特定的质量/电荷比（m/z）的离子。
只有在特定的频率下，离子才能通过四极杆，其他质量/电荷比的离子将被排除。
这样，离子就能按照质量进行分选。
在进入质谱仪（Mass Spectrometer）之前，离子束需要经过进样导向线（Ion Guide），它能够引导和集中离子束。
质谱仪中通常使用的是磁扇形分析器（Magnetic Sector Analyzer）和四极质谱仪（Quadrupole Mass Spectrometer）。
其中，磁扇形分析器通过应用磁场使离子束的质量和能量产生偏转，然后通过质量选择器将不同质量的离子分离出来。
四极质谱仪则利用四极杆的电场将质量-电荷比符合预定条件的离子传输出来。
在质谱仪内部，离子被加速并击中检测器。
检测器通常采用离子倍增极，将离子击中靶标并引发电离过程，产生的电荷被放大并转化为电流信号。
根据离子的质量和信号强度，可以确定离子的种类和数量。
通过与外部标准曲线进行比较，我们能够测量样品中特定元素的浓度。