A Novel Aging Monitoring Circuit - Ghukasyan, S. A. («Պոլիտեխնիկ» տպ.)
Year by year there are numerous new requirements set to the lifetime and reliability of integrated circuits (IC), particularly in medical spheres and automotive applications. Consistent with technology downscaling the device reliability issues are increasing, but the quality requirements become stronger. Nowadays the aging phenomenon is one of the critical issues in systems with longer lifetime. Therefore, the monitoring of aging and its consequence compensation have become one of the key parts for today’s ICs. A novel aging monitoring circuit is proposed in this paper. This new monitoring circuit monitors the aging degradation during lifetime of the IC and generates a binary code. This code is applied to the inputs of compensation circuits, which compensates the degradation in the critical blocks throughout their lifetime. Monitoring circuit is realized with a 14 nm technology node and simulations proved the results’ validity. Տարեցտարի բազմաթիվ նոր պահանջներ են առաջանում ինտեգրալ սխեմաների (ԻՍ) ծառայության ժամկետի և հուսալիության վերաբերյալ, հատկապես բժշկական ոլորտներում և ավտոմոբիլային կիրառություններում: Տեխնոլոգիաների մասշտաբավորման հետ կապված՝ սարքի հուսալիության խնդիրները մեծանում են, բայց որակի պահանջներն ավելի խիստ են դառնում: Մեր օրերում ծերացման երևույթները դառնում են ավելի երկար կյանք ունեցող համակարգերի կարևորագույն խնդիրներից մեկը։ Հետևաբար, ծերացման երևույթների մշտադիտարկումը և անհրաժեշտության դեպքում դրա հետևանքների փոխ- հատուցումը դառնում են այսօրվա ԻՍ-երի առանցքային խնդիրներից մեկը: Առաջարկվում է ծերացման երևույթները մշտադիտարկող նոր սխեմա։ Առաջարկվող սխեման կարող է գրանցել ծերացման երևույթների ազդեցությունը ԻՍ-երի կյանքի ընթացում և գեներացնել երկուական կոդ։ Այդ կոդը կարող է փոխանցվել փոխհատուցման սխեմաներին, որոնք կարող են փոխհատուցել անհրաժեշտ բլոկների պարամետրերի վատթարացումը ողջ կյանքի ընթացքում: Մշտադիտարկող սխեման իրականացվել է 14 նմ տեխնոլոգիական գործընթացի համար, և արդյունքների վավերականությունն ապացուցվել է հոդվածում ներկայացված մոդելավորումների միջոցով: С каждым годом предъявляется множество новых требований, касающихся срока службы и надежности интегральных схем (ИС), особенно в области медицины и автомобилестроения. В связи с уменьшением масштаба технологий увеличиваются проблемы, связанные с надежностью устройства, но требования к качеству становятся все более жесткими. В настоящее время явление старения является одной из критических проблем в системах с более длительным сроком службы. Поэтому мониторинг старения и, при необходимости, компенсация его последствий становятся одной из ключевых частей современных ИС. В статье предлагается новая схема мониторинга старения, которая может отслеживать деградацию из-за старения в течение срока службы ИС и генерировать двоичный код. Этот код может применяться ко входам компенсационных схем, которые компенсируют деградацию в необходимых блоках на протяжении всего срока службы. Схема мониторинга была реализована с помощью технологического процесса 14 нм. Доказана достоверность результатов моделирования, проведенного в статье.
Keywords: Microelectronics