LM22FD-B
22 nm FD-SOI, body-bias ile ayarlanabilir
Standart hücre kütüphaneleri tamamlandı ve denetlendi; sırada zamanlama karakterizasyonu var.
LM22FD-B, 22 nm sınıfı bir tamamen tükenmiş yalıtkan üstü silisyum (FD-SOI) kitidir. Transistör kanalı, 20 nm'lik gömülü oksit üzerindeki 6 nm'lik bir silisyum filmdir; bu yüzden alttaki well ikinci bir kapı gibi davranır. Bu arka kapıya uygulanan gerilim (body-bias), eşik gerilimini volt başına yaklaşık 75 mV kaydırır; böylece hız ve kaçak akım üretimden sonra da ayarlanabilir. Bu ayar düğmesi kitin kalbidir.
Neden 22 nm'de FD-SOI
FD-SOI, FinFET'in düşük güçlü, düşük gerilimli alternatifidir: mükemmel elektrostatik kontrole ve düşük değişkenliğe sahip, hızı çalışma zamanında kaçak akımla takas edebilme yeteneğiyle benzersiz bir planar proses. Enerjinin tepe hızdan daha önemli olduğu IoT, otomotiv radarı, uç yapay zekâ ve kablosuz çiplerde kullanılır.
Teknoloji özeti
| Besleme | 0,8 V nominal |
| Kontaklı kapı aralığı | 104 nm |
| Kapı uzunluğu | 20 nm |
| Silisyum film / gömülü oksit | 6 nm / 20 nm |
| Arka kapı kuplajı | volt başına yaklaşık 75 mV eşik gerilimi |
| Metal yığını | 10 katman, 80 nm minimum aralık |
| Hücre yükseklikleri | 8 track (640 nm) ve 12 track (960 nm) |
| Eşik gerilimleri | ters well'de SLVT, LVT; geleneksel well'de RVT, HVT |
| Cihaz modeli | BSIM-IMG (bağımsız çok kapılı; arka kapıyı modeller) |
Transistörler
Dört tür, kaçak akımda neredeyse beş dekadı kapsar. SLVT ve LVT "ters" (flipped) well üzerindedir, bu yüzden ileri yönde arka gerilim onları hızlandırır; RVT ve HVT geleneksel well üzerindedir ve ters yönde arka gerilim kaçak akımlarını azaltır.
| Cihaz | Kaçak akım (nA/µm) | Sürüş akımı (µA/µm) |
|---|---|---|
| nMOS SLVT / LVT / RVT / HVT | 100 / 3,1 / 0,1 / 0,003 | 921 / 658 / 458 / 216 |
| pMOS SLVT / LVT / RVT / HVT | 100 / 3,1 / 0,1 / 0,003 | 852 / 589 / 428 / 197 |
Ara bağlantı
Standart hücreler
- 8 kütüphane: iki hücre yüksekliğinde dört eşik gerilimi türü.
- 12 track: flip-flop'lar, latch'ler ve saat kapıları dahil 130 hücrenin tamamı.
- 8 track (yoğun): 115 hücre. Flip-flop'lar, saat kapıları ve daha güçlü XOR hücreleri sekiz track'in sağladığından fazla yönlendirme alanı gerektirir; bu yüzden 12 track'lik kütüphaneden gelirler.
- Her hücrenin ayrı arka kapı pinleri (VNW, VPW) vardır; böylece gerilim blok bazında kontrol edilebilir.
Doğrulandı
- Sekiz kütüphanenin hepsinde her hücre çizilmiş seriminden çıkarıldı ve mantık fonksiyonu test edildi; ters well türleri ve arka kapı modelleriyle simüle edilen ardışıl hücreler dahil.
- Transistörler yayımlanmış FD-SOI verilerine fit edildi: kaçak akım, sürüş akımı, eşik altı eğimi, drenaj kaynaklı bariyer düşmesi (DIBL), arka kapı kuplajı ve kapı kapasitansı.
Öne çıkan analiz: arka gerilim
Arka gerilim, üretimden sonra yavaş, yaşlanmış ya da ısınmış bir çipi telafi edebilir. Kütüphaneleri birden çok arka gerilim noktasında karakterize edecek ve bir gerilim denetleyicisinin ne kadar yaşlanmayı ve proses değişkenliğini geri kazanabileceğini, bunun kaçak akımda neye mal olduğunu göstereceğiz. Zamanlama açısından bu, yalnızca proses köşesine değil, çalışma zamanında ayarlanan bir düğmeye de bağlı bir sonuç demektir.
Kaynaklar
Yayımlanmış 22 nm ve 28 nm FD-SOI proses makaleleri, uluslararası yol haritası tabloları (ITRS 2011 ve 2013) ve ara bağlantı temeli için FreePDK45 araştırma kiti.
Etkileşimli 3B hücreler
Üretilmiş hücreler, katman katman ve gerçek yükseklikleriyle. Yüklemek için bir hücre seçin.
Döndürmek için sürükleyin; yakınlaştırmak için kaydırın ya da iki parmakla açın. Yükseklikler okunabilirlik için 2 kat çizilmiştir.