高可靠性IP及芯片设计服务

当芯片被应用在汽车、医疗与工业方面时,最被要求的就是要可靠,这就需要以设计的角度来解决制造过程中可能发生的瑕疵,这些制造瑕疵不一定会在产品初期显现出来,而是可能在使用一段时间后才会造成芯片内部的电路失误,所以我们针对高可靠度芯片的设计方案,研发了两套标准组件库,可以广泛应用于车用、医疗和工业产品。

第一套标准组件库是「高厚度闸极氧化层标准组件库」,是使用制程中高厚度闸极氧化层的晶体管组件所设计的标准组件电路。

晶体管的闸极和晶体管的电流通道之间有一层氧化层,我们可以透过接到闸极上的高低电压来控制电流信道的形成与否,也就是晶体管的开或关。由于一般厚度闸极的晶体管在长时间使用后,闸极下的氧化层有可能会受损,导致闸极与晶体管电流通道成为一个漏电流路径,反应在芯片上就是组件漏电流变大和组件可控制性变差,所以我们将闸极氧化层厚度增加可以有效阻绝形成这样的漏电流路径,进而提高芯片的可靠度。此外,高厚度闸极氧化层的组件耐高电压能力强、组件的漏电流小,对抗电源噪声的能力也较高,我们提供了221个高厚度闸极氧化层的标准组件,相较晶圆厂提供的标准组件,我们减少漏电流60%以上,改善了80%电源噪声引发的功耗问题。

第二套标准组件库是「双内栓塞标准组件库」(Double VIA/CONTACT standard cell library),是利用电路布局技巧与设计能力,有效在晶圆厂提供的标准组件设计内添加内栓塞以加强晶体管的内部联机。

内栓塞(VIA)是晶体管内部各导电层的连接物,尺寸极小。在晶圆加工过程中,环境微粒是不可避免的污染来源,如果环境微粒落入内栓塞中,将会形成高电阻的导电路径,导致发热,进而使得晶体管在操作过程中提早老化或是速度变慢,芯片就容易出现错误动作,但我们添加额外的内栓塞后,就可以有效改善环境微粒所造成的制程缺陷。我们供了753个双内栓塞的标准组件,相较晶圆厂提供的标准组件,即便在125度的高温操作,我们仍可以延长平均失效时间(MTTF) 1倍以上,平均失效时间的提高表示可靠度的增加,因此,我们的技术特别适合用于车用、医疗和工业芯片的设计。

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