Contribution au développement de règles de conception pour l'estimation de couplages inductifs dans les circuits intégrés radiofréquences

par Hugues Kampé Mojieyie

Thèse de doctorat en Electronique, microélectronique et nanoélectronique

Sous la direction de Patrick Martin.

Soutenue en 2009

à Caen .


  • Résumé

    L’étude de faisabilité est cruciale pour l’évaluation des performances des produits de l’industrie des semi-conducteurs. Fondée sur des campagnes de mesures intensives, elle caractérise comme des entités disjointes et sur des bandes de fréquences limitées les composants formant les librairies de conception. Afin d’inclure dans les modèles résultants les effets de topologies liés à l’environnement et l’architecture des composants, le développement de méthodologies issues d’analyses électromagnétiques (EM) est requis. Ce travail propose des méthodologies fondées sur des approches de segmentation EM paramétrables, au niveau du composant ou du bloc de fonctions, pour une meilleure modélisation des couplages inductifs. L’originalité réside en la capacité d’intégrer lors des procédures de segmentation, les règles de continuité EM combinées à une optimisation des frontières entre sous domaines. La validité de la proposition est démontrée à travers des applications typiques où les couplages inductifs sont essentiels (transformateurs, inductances-en-8…) L’analyse de corrélations entre les résultats issus de la proposition, les données expérimentales et des méthodes quasi-statiques et EM sont discutées. Les limitations des techniques aidant à s’affranchir des paramètres de mesures (deembedding) sont discutées. Le gain en termes de durée et de complexité d’analyse est démontré. Une interface graphique d’aide à la conception est développée pour l’estimation de couplages entre éléments de circuits canoniques (fils de soudure, inductances planaires). En conjonction avec des approches d’optimisation (algorithmes génétiques) ce travail ouvre la voie à la génération de librairies dynamiques.

  • Titre traduit

    Contribution to the Development of Design Rules regarding the Estimation of Inductive Couplings in RF Integrated Circuits


  • Résumé

    Intensive measurement campaign is the commonly used approach in semiconductors industry to derive library models of circuit elements needed in developing complex products. This critical campaign for the assessment of product performances, characterizes circuit elements separately on a narrow low frequency range. In order to account for layout-topology related type of influences and to capture high frequency effects important for wide-band multi-frequency applications, the development of electromagnetic (EM) based methodologies is required. This work proposes a general scalable EM segmentation methodology for the analysis and optimization of inductive couplings at component level as well as system level. An original aspect of the proposal is the ability to capture, as part of the segmentation procedures, EM continuity rules combined to an optimization of the frontiers between the derived sub-domains. The accuracy of the proposed methodology is proved for structures where inductive couplings are an important aspect (8-shaped inductances, transformers …) The validation is obtained in comparison with on-wafer measurements, and results obtained from quasi-static and EM simulations. Guidelines and design rules are investigated. The gain in terms of simulation time and complexity is highlighted. Limitations of existing deembedding techniques are discussed. A graphical user interface is developed for computer aided design in initial-guess analysis of couplings between canonical circuit elements (loops, bondwires, planar inductors) at a floorplan level. This work in combination with direct and systematic optimization techniques allows for the generation of dynamic library models.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (174 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 148-151

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2009-11
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2009-11bis
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.