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超高速マイクロ構造伝送配線の開発とRF駆動回路の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13025218
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

益 一哉  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (20157192)

研究分担者 岡田 健一  東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (70361772)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
63,300千円 (直接経費: 63,300千円)
2003年度: 22,000千円 (直接経費: 22,000千円)
2002年度: 23,500千円 (直接経費: 23,500千円)
2001年度: 17,800千円 (直接経費: 17,800千円)
キーワード集積回路 / 信号伝送 / GHzクロック / 高速信号処理 / 多層配線 / 伝送線路
研究概要

微細化・高集積化されたSi集積回路は、高機能化の必然としてチップの大きさも1cmを越え、そのためデバイスそのものがたとえ高速動作しても、デバイスを接続する配線が動作速度を律速すると云う問題を抱えている。従来の信号伝送設計ならびに配線設計は「RC集中定数回路モデル」に基づいており、取り扱う信号の波長が対象とする回路の大きさ・寸法に比較して無視できなくなった時に考慮すべき「伝送線路」という概念がまったく取り入れられていない。本研究では、Si LSIチップ内、さらにはチップ間のGHz信号伝送を可能にする配線構造ならびにその低消費電力駆動回路技術を開発する。具体的には、Si集積回路内に適用可能なマイクロ構造RF伝送配線ならびにその駆動集積回路を開発する。
平成15年度は、ペア線構造伝送線路配線とマイクロ構造GHz伝送およびRF駆動回路の設計・試作・評価を行う計画を立てた。CMOS0.35μmプロセスにおいて、差動線路の性能としては40Gbps、駆動回路を含めた評価では6Gbpsの高速信号伝送を達成した。クロストークノイズに強い伝送線路構造を考案し、隣接配線までの距離を小さくすることで、配線面積を72%削減することを可能とした。また、線路の抵抗損失による信号波形劣化を抑え、かつ差動回路における直流電流を低減する観点から、線路の特性インピーダンスは50Ωよりも大きく、100Ω程度としたほうが良いことを、回路設計の見地から明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] H.Ito, K.Nakamura, K.Okada, K.Masu: "High Density Differential Transmission Line Structure on Si USLI"IEICE Transactions on Electronics. Vol.E87-C No.6(To be published). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sugawara, Y.Yokoyama, S.Gomi, H.Ito, K.Okada, H.Hoshino, H.Onodera, K.Masu: "Variable RF Inductor on Si CMOS Chip"Japanese Journal of Applied Physics. (To be published). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Gomi, K.Nakamura, H.Ito, K.Okada, K.Masu: "High Speed and Low Power Global Interconnect IP with Differential Transmission Line and Driver-Receiver Circuits"IEEE Asia-Pacific Conference on Advanced System Integrated Circuits. (To be published). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ito, K.Okada, K.Masu: "Low Crosstalk Differential Transmission Line Interconnect on Si ULSI"Advanced Metallization Conference. 9-10 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ito, K.Okada, K.Masu: "Low Crosstalk Bus Line Configuration Using Differential Transmission Line Interconnect on Si ULSI"Asia-Pacific Microwave Conference. No.2. 1006-1009 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ito, K.Okada, K.Masu: "Low Crosstalk Differential Transmission Line Interconnect on Si ULSI"Advanced Metallization Conference Asian Session. 56-57 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yokoyama, T.Fukushige, S.Hata, K.Masu, A.Shimokohbe: "On-chip Variable Inductor Using MEMS Technology"Jpn.J.Appl.Phys.. (To be published). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamaguchi, Y.Yokoyama, S.Ikeda, T.Kuribara, K.Masu, K.Arai: "Equivalent circuit analysis of RF integrated inductors with/without ferromagnetic material"Jpn.J.Appl.Phys.. (To be published). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsushima, H.Chan, Y.Yokoyama, K.Nakamura, K.Masu: "Comparison of GHz Signal Transmission Schemes in Si ULSI --RC line vs. Transmission line-"International Semiconductor Technology Conference (ISTC 2002). Abstract No.115 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yokoyama, T.Fukushige, S.Hata, K.Masu, A.Shimokohbe: "On-chip Variable Inductor Using MEMS Technology"2002 International Conference on Solid State Devices and Materials, Nagoya. 306-307 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakashima, N.Takagi, K.Masu: "Extraction of Interconnect-Length-Distribution Parameters from CAD Data"Advanced Metallization Conference 2002 : Asian Session, Tokyo, October 2002. (Proceedings volume to be publised). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Masu, et al.: "Al-CVD Technology using MPA [methylpyrrolidine alane]"Advanced Metallization Conference 2002 : Asian Session, Tokyo, October 2002. (Proceedings volume to be publised). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 篠木日曜子, 高木直弘, 益 一哉: "システムLSI配線長分布(I)-導出-"2001年(平成13年)秋季第62回応用物理学会学術講演会. 2. 14a-P13-13 695 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 高木直弘, 篠木日曜子, 益 一哉: "システムLSI配線長分布(II)-シミュレーション-"2001年(平成13年)秋季第62回応用物理学会学術講演会. 2. 14a-P13-14 696 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 対馬朋人, 横山佳巧, 益 一哉: "伝送線路配線を用いたGHzクロック分配(I)-回路構成と電力解析-"2001年(平成13年)秋季第62回応用物理学会学術講演会. 2. 14a-P13-15 696 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 横山佳巧, 対馬朋人, 益 一哉: "伝送線路配線を用いたGHzクロック分配(II)-H-Tree構成によるクロック分配-"2001年(平成13年)秋季第62回応用物理学会学術講演会. 2. 14a-P13-16 696 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Takagi, H.Shinoki, T.Tsushima, Y.Yokoyama, K.Masu: "Interconnect Length Distribution in Si System ULSI"Extended Abstracts of the 2001 International Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo. 54-55 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yokoyama, T.Tsushima, H.Shinoki, N.Takagi, K.Masu: "GHz Clock Distribution Using Transmission Line Interconnect and CMOS Differential Driver Circuit in Si ULSI"Extended Abstracts of the 2001 International Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo. 58-59 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shinoki, N.Takagi, K.Masu: "Interconnect Length Distribution for Memory-Logic Mixed LSI"Advanced Metallization Conference (AMC) 2001, Montreal, Canada, and Advanced Metallization Conference 2001 : Asian Session, Tokyo. 34/88-34/89 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Takagi, H.Shinoki, K.Masu: "Estimation of Power Consumption Using Interconnect Length Distribution in System LSI"Advanced Metallization Conference (AMC) 2001, Montreal, Canada, and Advanced Metallization Conference 2001 : Asian Session, Tokyo. 37/48-37/49 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsushima, Y.Yokoyama, K.Masu: "CMOS Differential Driver Circuit with Source Follower for GHz Clock Transmission Interconnect in Si ULSI"Advanced Metallization Conference 2001 : Asian Session, Tokyo. 50-51 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yokoyama, T.Tsushima, K.Masu: "GHz Clock Distribution Using Transmission Line Interconnect -New Criteria for Circuit Evaluation"Advanced Metallization Conference 2001 : Asian Session, Tokyo. 52-53 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Masu: "Multi level Interconnection in GHz ULSI"Proceedings of the Sixth China-Japan Symposium on Thin Films, Kunming Yunnan, China. 162 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] チャン ホーワン, 対馬朋人, 横山佳巧, 益 一哉: "「Si ULSIにおけるGHzクロック分配回路」RC分布定数線路と伝送線路の比較"電子情報通信学会技術報告(シリコン材料・デバイス研究会). SDM2001-182. 49-53 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 高木直弘, 篠木日曜子, 益 一哉: "システムLSIにおける配線長分布"電子情報通信学会集積回路研究専門委員会第5回システムLSIワークショップ. 275-278 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 対馬朋人, 横山佳巧, Felix Chan Hou Wan, 益 一哉: "Si ULSIにおける伝送線路を用いたGHzクロック分配と駆動回路の設計"電子情報通信学会技術報告(デザインガイア2001). VLD2001-116,ICD2001-161,FTS2001-63. 27-31 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] チャン ホーワン, 対馬朋人, 益 一哉: "GHz信号分配におけるRC分布定数線路と伝送線路の比較"2002年(平成14年)春季第49回応用物理学関係連合講演会. 28a-YS-6 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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