2016 Fiscal Year Research-status Report
集積回路設計のための高速・高精度な電磁界解析技術の研究
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26820139
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平野 拓一 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (60345361)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 等価媒質定数 / 集積回路 / 電磁界解析 / ダミーメタル / 誘電率 / オンチップアンテナ / CMOS / ミリ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、集積回路の高速・高精度な電磁界解析に関する研究を行うのが目的である。シリコンCMOSプロセス技術の発展により、ディジタル回路のみならずマイクロ波・ミリ波帯高周波アナログ回路のチップへの集積化が進んでいる。しかし、高度に集積した場合には回路ブロック同士の相互結合や干渉が問題となる。これらの問題は電磁界解析により予測できるが、チップの配線構造が複雑なため、実構造の電磁界解析は現在でも不可能である。本課題では回路ブロック同士の相互結合および干渉を評価するための高速・高精度解析に関する研究を行う。
平成27年度は誘電体基板を用いたマイクロ波帯(1 GHz～10 GHz 程度)での実測による理論の検証を行った。CMOSチップのダミーメタルを模したパターンをFR-4基板で製作し、4GHz帯方形導波管に挿入して3枚および6枚基板を重ねたときの反射係数と透過係数の周波数特性を測定した。有限要素法によるシミュレーション結果と比較して、良好な一致が確認できた。
平成28年度は実際のCMOSチップのダミーメタルの等価媒質定数のシミュレーションによる抽出計算を行った。ダミーメタルが入ると人工誘電体として機能するので実効比誘電率は大きくなることが確認できた。また、抽出した等価媒質定数の値をシミュレーションで考慮すると、オンチップダイポールアンテナの共振周波数が低くなり、測定値とよく一致することが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成28年度の計画は(a)ミリ波帯(30 GHz～70 GHz 程度)での実測との比較および(b)ダミーメタルや細線のパターンの統計情報からの等価媒質パラメータの推定手法の確立であった。(a)については順調に完了した。また、(b)については十分な手法の確立が少し遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度はダミーメタルや細線のパターンの統計情報からの等価媒質パラメータの推定手法についての研究を行う。実際に電磁界シミュレーションを行わなくても簡易に許容できる精度の媒質定数を計算できる手法およびデータベースを構築する予定である。手法としてはいくつかのパターンについて計算した結果を補間する方法および、静電界モデルによる計算手法について検討する。
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| Causes of Carryover |
平成28年の成果の論文投稿を行ったが、その掲載時期が平成29年度となったため。また、ダミーメタルや細線のパターンの統計情報からの等価媒質パラメータの推定手法の研究が少し遅延したために次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ダミーメタルや細線のパターンの統計情報からの等価媒質パラメータの推定手法の研究が少し遅延したために、その成果発表を行うため出張・学会参加費および論文投稿費用として使用したい。
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