CMOS Statistical Variability for Compact Modeling - MOS-AK

34 Pages·2009·2.48 MB·English

CCMMOOSS SSttaattiissttiiccaall VVaarriiaabbiilliittyy
aanndd
CCoommppaacctt MMooddeell SSttrraatteeggiieess
A. Asenov, S. Roy, G. Roy, A. R. Brown, B. Cheng
University of Glasgow
www.elec.gla.ac.uk/groups/dev_mod
SSuummmmaarryy
(cid:1) Background
(cid:1) Statistical variability
(cid:1) Statistical reliability
(cid:1) Statistical compact models
(cid:1) Conclusions
SSuummmmaarryy
(cid:1) Background
(cid:1)(cid:1) SSttaattiissttiiccaall vvaarriiaabbiilliittyy
(cid:1)(cid:1) SSttaattiissttiiccaall rreelliiaabbiilliittyy
(cid:1)(cid:1) SSttaattiissttiiccaall ccoommppaacctt mmooddeellss
(cid:1)(cid:1) CCoonncclluussiioonnss
LLooccaall ssttaattiissttiiccaall vvaarriiaabbiilliittyy iiss
aa mmaajjoorr ssoouurrccee ooff ccoonncceerrnn
-
e c
t ti
s a
y m
S
-
s
i
t l
a a
t c
S i
t
After D. J. Frank (IBM)
OOPPCC aanndd ssttrraaiinn rreellaatteedd vvaarriiaabbiilliittyy
65 nm example Synopsys (SISPAD 06)
SSttrraaiinn iinndduucceedd vvaarriiaabbiilliittyy
After W. Fichtner
SSttaattiissttiiccaall vvaarriiaabbiilliittyy
Random dopants Polysilicon/high-k Line edge roughness
Granularity
TThhee mmoosstt ccoommpprreehheennssiivvee
tteecchhnnoollooggyy aavvaaiillaabbllee
V = 50mV
D
V = 1.0V
D
RDD+LER+PSG
Compact models
Statistical standard cell characterization
L=35e-09
W=210e-09
L=35e-9
W=175e-9
IImmppaacctt ooff ssttaattiissttiiccaall vvaarriiaabbiilliittyy oonn ppoowweerr,,
ppeerrffoorrmmaannccee aanndd yyiieelldd
2
)
d 1.8 Reference
e Parametric Yield (perf
z System
ali 1.6 & energy) loss =
m cost$$
r 1.4
o
n
( 1.2
y
g
r 1 Manufactured
ne System
E 0.8 Target
Energy
0.6
0.4
0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
Critical path (normalized)
Target Cycle Time
2
d
e
z 1.8
ali
m
1.6
r
o
N
y 1.4
g
r
e 1.2
n
E Stochastic
1 Time-dependent
variability
0.8 Design
centered for
0.6 time=t0
00..44
00..44 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
Critical Path (normalized)
Target cycle
After M. Miranda time