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一种非均匀线型的互连线能量分布模型

张岩, 董刚, 杨银堂, 李跃进

计算物理 2014, 31 (1): 109-114.

摘要（328）

PDF （766KB）（1198）

基于互连线信号传输微分方程,推导非均匀互连线的电压和电流分布表达式,根据实际情况,考虑非理性激励提出包括前端驱动和后端负载的二端口非均匀互连电路各部分能量分布表达式.基于65 nm CMOS工艺参数,对方法进行计算仿真验证,计算结果与Hspice仿真结果比较误差小于5%,具有很高的精度.该方法适用于高性能全局互连的前端优化设计分析.

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考虑通孔横向热传输效应的三维集成电路热分析

张岩, 董刚, 杨银堂, 王宁

计算物理 2013, 30 (5): 753-758.

摘要（268）

PDF （1724KB）（1211）

考虑横向热传输效应,构造一种包含通孔结构的叠层芯片三维热传输模型.在具体的工艺参数下验证叠层芯片层数、通孔密度、通孔直径和后端线互连层厚度对三维集成电路热传输的影响.结果显示,采用该模型仿真得到的各层芯片温升要低于不考虑横向热传输时所得到的温升,差异最大可达10%以上,并且集成度要求越高,其横向热传输效应的影响越明显.该模型更符合实际情况,能够更准确地分析三维集成电路的各层芯片温度.

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三维单芯片多处理器温度特性

王凤娟, 杨银堂, 朱樟明, 王宁, 张岩

计算物理 2012, 29 (6): 938-942.

摘要（273）

PDF （602KB）（1142）

给出热阻矩阵的表达式,研究三维单芯片多处理器(3D CMP,three-dimensional chip-multiprocessor)的温度特性,通过Matlab分析热容、热阻和功耗对温度的影响.结果表明:减小热阻和功耗可以有效约束3D-CMP的稳态温度;热容增大可以导致3D-CMP温度上升时间变长,但不影响其最终稳态温度.

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考虑硅通孔的三维集成电路最高层温度模型

王凤娟, 朱樟明, 杨银堂, 王宁

计算物理 2012, 29 (4): 580-584.

摘要（315）

PDF （3613KB）（1116）

针对三维集成电路最高层芯片,引入硅通孔面积比例因子r,提出了考虑硅通孔的温度解析模型.Matlab分析表明,在芯片堆叠层数及芯片工作状态相同的情况下,考虑硅通孔之后的芯片温度比未考虑硅通孔时要低;r越大,芯片温度越低;当芯片堆叠层数较多且r较小时,温度随着r的减小急剧上升;对于8层的三维集成电路,硅通孔面积比例因子的最佳范围为0.5%~1%.

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考虑通孔和边缘效应的互连网络热电分析

王宁, 董刚, 杨银堂, 王增, 王凤娟, 丁灿

计算物理 2012, 29 (1): 108-114.

摘要（275）

PDF （4679KB）（1389）

考虑互连通孔和边缘效应,建立互连层间、层内、通孔热阻模型,利用热电二元性,提出一种考虑温度效应对热流影响的热电耦合仿真方法,利用热电之间的反馈关系,修正建模后的温度分布对节点网络热流的影响.并对以聚合物和硅氧化物为介质的多层互连进行分析,以有限元建模结果为参照,与已有模型相比,互连热分布结果的相对标准差分别降低了71.2%、12.9%.考虑通孔效应和边缘效应后,该方法在不同纳米级工艺中所得峰值温升,较已有模型均有一定程度的降低.

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考虑互连温度分布的缓冲器插入延时优化方法

董刚, 柴常春, 王莹, 冷鹏, 杨银堂

计算物理 2011, 28 (1): 152-158.

摘要（288）

PDF （503KB）（1167）

针对VLSI设计中存在的互连电感效应、热电耦合以及互连温度分布的问题,提出一种缓冲器插入延时优化方法.首先根据互连温度分布的特点得出其电阻模型和延时模型,通过延时、功耗和温度之间的热电耦合效应求得考虑互连温度分布的缓冲器插入最优化延时,利用Matlab软件求得最佳优化结果.采用该方法针对45 nm工艺节点的缓冲器插入进行分析和验证,证实了方法的有效性.研究表明,忽略互连电感效应会高估芯片的优化延时,忽略互连温度分布会低估芯片的优化延时,在全局互连尺寸较小(线宽为245 nm)时,忽略互连温度分布会低估互连延时8.71%.

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4H-SiC金属-半导体场效应晶体管大信号I-V特性和小信号参数的计算

王平, 杨银堂, 刘增基, 尚韬, 郭立新

计算物理 2011, 28 (1): 145-151.

摘要（372）

PDF （311KB）（1098）

基于碳化硅金属-半导体场效应晶体管内部载流子输运的物理特性分析,建立适于精确计算4H-SiCMESFET器件大信号电流-电压特性和小信号参数的解析模型.该模型采用场致迁移率、速度饱和近似,并考虑碳化硅中杂质不完全离化效应及漏源串联电阻的影响,栅偏置为0 V时,获得最大跨导约为48 mS·mm^-1.计算结果与实验数据有很好的一致性.该模型具有物理概念清晰且计算较为准确的优点,适于SiC器件以及电路研究使用.

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新型NO₂化学传感器:碳化硅纳米管

丁瑞雪, 杨银堂, 刘帘曦

计算物理 2010, 27 (5): 779-784.

摘要（283）

PDF （295KB）（1011）

气体吸附对碳化硅纳米管的电子结构的影响是理解碳化硅纳米管气敏传感器工作机理的基础.基于密度泛函理论,利用CASTEP软件包计算NO₂气体吸附前后的碳化硅纳米管的结构及其电子结构.结果表明,NO₂气体与碳化硅纳米管间形成了稳定的吸附,并明显的增强了碳化硅纳米管的导电特性.碳化硅纳米管是制备气体传感器的理想材料之一,为开发应用于NO₂气体检测的碳化硅纳米管提供必要的理论支持.

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基于S域RLC传输线模型的多芯片组件互连功耗计算

董刚, 杨银堂, 李跃进

计算物理 2006, 23 (6): 753-756.

摘要（270）

PDF （208KB）（1052）

为了分析多芯片组件的互连功耗,用RLC传输线模型对多芯片组件的互连进行表征,通过对输入互连的电流及其等效电阻的近似,推导出多芯片组件互连功耗的频域数学表达式,给出计算机仿真试验结果,对方法的有效性进行验证.

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超导Josephson结直流I-V特性的数值计算

张军琴, 杨银堂, 贺庆丽, 娄利飞, 桂智彬

计算物理 2006, 23 (1): 98-102.

摘要（220）

PDF （183KB）（1447）

为了研究超导Josephson结的性质,选用四阶龙格-库塔法对RSJ模型下单个Josephson结及其阵列以及微波辐照下Josephson结的直流I-V特性进行了数值计算,并将模拟结果与实验结果进行了比较.

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SiC电子霍耳迁移率的计算

王平, 杨银堂, 杨燕

计算物理 2006, 23 (1): 80-86.

摘要（309）

PDF （282KB）（10910）

基于对自身能带结构的分析以及各向同性弛豫时间近似法,采用三椭球等能面、抛物线性简化,建立了适于模拟n型6H-SiC电子霍耳迁移率和霍耳散射因子的解析模型,精确描述了不同散射机制对于6H-SiC低场电子输运特性的影响.计算结果与实测值有很好的一致性.

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SiC电子输运特性的Monte Carlo数值模拟

王平, 杨银堂, 屈汉章, 杨燕, 李跃进, 贾护军

计算物理 2005, 22 (3): 245-250.

摘要（268）

PDF （362KB）（1143）

利用系综MonteCarlo法研究了2H ,4H和6HSiC的电子输运特性.在模拟中考虑了对其输运过程有着重要影响的声学声子形变势散射、极化光学声子散射、谷间声子散射、电离杂质散射以及中性杂质散射.通过计算,获得了低场下这几种不同SiC多型电子迁移率同温度的关系,并以4H SiC为例,重点分析了中性杂质散射的影响.最后对高场下电子漂移速度的稳态和瞬态变化规律进行了研究.将模拟结果同已有的实验数据进行了比较,发现当阶跃电场强度为10×106V·cm-1时,4H Sic电子横向瞬态速度峰值接近33×107cm·s^-1,6H Sic接近30×107cm·s^-1.

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