Eilers, Reef Janes (2017) Abstraction of aging models for high level degradation prediction. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

The aging effect "Negative Bias Temperature Instability", which is highly dependent on device history, has a direct impact on the design of integrated circuits. In order to make realistic predictions available in the design process, an analysis procedure in conjunction with major industrial tools is required and simulation durations of existing history aware models must be significantly reduced. Therefore, a gate level methodology relying on a performance-oriented, yet accurate abstraction of the switching trap NBTI model is presented within this thesis. Evaluation results for various stress scenarios demonstrate very precise simulations and a major improvement to another performance-oriented model abstraction. In this way, simulation durations facilitate realistic aging predictions of larger components in a reasonable period of time. Various aging assessments finally demonstrate that a circuit's realistic aging is strongly overestimated by static worst case assumptions.

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Abstraktion von Alterungsmodellen für die Degradationsvorhersage auf Gatterebene

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Der Alterungseffekt "Negative Bias Temperature Instability", der stark von der Verwendungsweise eines Geräts abhängt, muss beim Entwurf von integrierten Schaltungen berücksichtigt werden. Hierzu wird ein Verfahren für die Alterungsvorhersage benötigt, das geringe Simulationsdauern aufweist und auf industriellen Standardwerkzeugen beruht. Diese Arbeit stellt daher ein solches Verfahren auf Gatterebene vor, das auf einer leistungsorientierten und dennoch genauen Abstraktion des physikalischen Alterungsmodells beruht. Die Simulationsergebnisse verschiedener Einsatzszenarien zeigen sehr hohe Genauigkeiten und eine wesentliche Verbesserung gegenüber einer alternativen Abstraktionsmethode, so dass realistische Alterungsvorhersagen größerer Komponenten innerhalb sinnvoller Zeiträume ermöglicht werden. Verschiedene Alterungsbewertungen zeigen schließlich, dass realistische Alterungen eines Schaltkreises durch statische Worst-Case-Annahmen stark überschätzt werden.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Negative Bias Temperature Instability, Entwurfsautomation, Zuverlässigkeit, Alterung, Prognose, Gattersimulation
Subjects:	Generalities, computers, information > Computer science, internet
Divisions:	School of Computing Science, Business Administration, Economics and Law > Department of Computing Science
Date Deposited:	13 Jul 2017 06:16
Last Modified:	14 Jul 2017 09:10
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/3212
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-32935
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