CMOS集成电路的自热效应和均匀温度分布的电热耦合模拟

集成电路实际是由相互耦合的电学子系统和热学子系统共同组成。本文基于具体的封装结构提出集成电路的热学分析模型，分析了温度对集成电路性能和功耗的影响。并且针对均匀温度分布的集成电路，采用解耦法实现了电热耦合模拟软件ＥＴｓｉｍ。

半导体器件电热耦合模拟程序的开发与应用

开发了一个半导体器件的电热耦合器件模拟程序。它以双重能量传输模型为基础，包括了晶格中的热扩散以及载流子的产生、复合所造成的能量变化，考虑了载流子能流对整个热系统的影响。根据电热耦合模拟的特点，本程序采用了组解耦法和异时间步长法两种算法。组解耦法的运算速度是传统算法（全Ｎｅｗｔｏｎ法）的２～３倍而内存空间可节省一半。本程序已被集成到器件模拟软件ＰＩＳＣＥＳ－２Ｈ中。对一个ＳＯＩ结构的负阻效应和瞬态特性的模拟结果表明，该程序能够正确模拟器件发热情况以及自热对器件特性的主要影响。

基于电热模拟的电迁移可靠性诊断及时钟完整性分析

为诊断大规模集成电路设计过程中电迁移可靠性及分析时钟信号完整性,开发一种用于集成电路片上时钟信号模拟软件Etsim3。该模拟软件考虑了集成电路自热效应,通过电热耦合模拟以及金属连线温度分布解析模型获得更准确的集成电路芯片表面以及各金属连线网络上的温度分布。模拟结果表明,考虑集成电路自热效应前后,电迁移诊断以及时钟信号完整性分析结果都有了较大程度上的改变,Etsim3可以得到更为精确的分析以及诊断结果。

采用解耦法和热点法研究集成电路的自热效应

自热效应对集成电路的性能和功耗有很大的影响。该文以 HSPICE电路模拟程序为电路模拟的基础 ,以改进的热点温度估算方法为热学模拟的基础 ,采用解耦法实现了集成电路的电热耦合时序模拟软件。给定芯片的版图信息和输入信号模式 ,该软件能够计算芯片的工作温度分布 ,并得到该温度分布下的电路性能 ,与传统的数值方法比较 ,速度快一个数量级以上。采用红外热成像方法测量 THF930 5传真机热印头驱动专用集成电路芯片的工作温度分布 。