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2009 Fiscal Year Annual Research Report

ナノスケール配線および回路のシグナル・インテグリティに関する研究

Research Project

Project/Area Number 18063008
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

益 一哉  Tokyo Institute of Technology, 統合研究院, 教授 (20157192)

Keywordsナノ配線 / シグナルインテグリティ / インテグリティ / 揺らぎ / ばらつき
Research Abstract

本研究では、加工寸法で言えば32nm以降のナノスケールデバイスやナノ配線を集積化したときの、物理的な揺らぎの影響や多数の回路や配線を集積化したときに生じるクロストークなどの相互干渉の影響を定量的に評価、予測し、集積化設計技術として構築する。
具体的には、まずナノ金属及びカーボンナノチューブ(CNT)やウォール(CNW)配線の、特に高周波(110GHz)信号伝搬特性を明らかにする。次に、ナノデバイス、ナノ配線を集積化したときの回路性能、回路特性揺らぎ、ジャングルのような長距離多層配線構造内における100GHzの周波数成分を有する信号伝送の揺らぎやクロストーク評価を行い、ナノデバイス集積におけるシグナルインテグリティ研究を行う。
研究計画に沿って、平成20年度は超低消費電力MUX/DEMX回路の設計試作を行い、オンチップネットワークに適用可能な回路として利用できることを示した。併せて、デバイス特性揺らぎを正確に見積もる方法も確立し、それらを回路設計に取り込むことの検討も行った。
平成18年~21年度の研究を通じ、ナノ配線時代の配線として、特にグローバル配線として期待されている伝送線路配線について、配線そのものの信号伝送モデルの提示や評価方法、具体的な集積化指針となる回路設計試作を通じた実証、さらに他の光配線やワイヤレス配線との比較を行った。ナノメータ世代の配線技術の方向性を示すことができた。

  • Research Products

    (59 results)

All 2010 2009

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (52 results)

  • [Journal Article] A Time-Slicing Ring Oscillator for Capturing Time-Dependent Delay Degradation and Power Supply Voltage Fluctuation2010

    • Author(s)
      Takumi Uezono, Kazuya Masu, Takashi Sato
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics vol.E93-C, no.3

      Pages: 324-331

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accurate array-based measurement for subthreshold-current of MOS transistors2009

    • Author(s)
      Takashi Sato, Hiroyuki Ueyama, Noriaki Nakayama, Kazuya Masu
    • Journal Title

      IEEE Journal of Solid-State Circuits vol.44, no.11

      Pages: 2977-2986

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of On-Chip Multiport Inductors for Small-Area RF Circuits2009

    • Author(s)
      Takeshi Ito, Kenichi Okada, Kazuya Masu
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Circuits and Systems I vol.56, no.9

      Pages: 1590-1597

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physical design challenges to nano-CMOS circuits2009

    • Author(s)
      Kazuya Masu, Noboru Ishihara, Noriaki Nakayama, Takashi Sato, Shuhei Amakawa
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express(ELEX) vol.6 no.11

      Pages: 703-720

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analytical Estimation of Path-Delay Variation for Multi-Threshold CMOS Circuits2009

    • Author(s)
      Shiho Hagiwara, Takashi Sato, Kazuya Masu
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics vol.E92-A, no.4

      Pages: 1031-1038

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-Shot Voltage-Measurement Circuit Utilizing Process Variation2009

    • Author(s)
      Takumi Uezono, Takashi Sato, Kazuya Masu
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics vol.E92-A, no.4

      Pages: 1024-1030

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 2-Port Modeling Technique for Surface-Mount Passive Components Using Partial Inductance Concept2009

    • Author(s)
      Koh Yamanaga, Takashi Sato, Kazuya Masu
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics vol.E92-A, no.4

      Pages: 976-982

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Linear Time Calculation of State-Dependent Power Distribution Network Capacitance2010

    • Author(s)
      Shiho Hagiwara, Koh Yamanaga, Ryo Takahashi, Kazuya Masu, Takashi Sato
    • Organizer
      International Symposium on Quality Electronic Design(ISQED)
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] Robust importance sampling for efficient SRAM yield analysis2010

    • Author(s)
      伊達貴徳, 萩原汐, 益一哉, 佐藤高史
    • Organizer
      International Symposium on Quality Electronic Design(ISQED)
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] On the validity of bisection-based thru-only de-embedding2010

    • Author(s)
      関口貴之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      2010 IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures(ICMTS2010)
    • Place of Presentation
      Hiroshima, Japan
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] ISFETを用いたワイヤレスpHセンサモジュール2010

    • Author(s)
      藤原琢, 石原昇, 天川修平, 山内悠, 田邉裕貴, 野村聡, 小西敏文, 町田克之, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      宮城, 日本
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] クロックドインバータ型D-FFによるMUX/DEMUXの研究2010

    • Author(s)
      鈴木成人, 関口貴之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      宮城, 日本
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] オンチップRC配線と伝送線路による高速デジタル信号伝送特性の比較2010

    • Author(s)
      高木辰則, 前川智明, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      宮城, 日本
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] MEMS円形アクチュエータを用いたRF可変インダクタの検討2010

    • Author(s)
      白根篤史, 水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川, 日本
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] デジタルベーススケーラブルQPSK RF変調回路2010

    • Author(s)
      白根篤史, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      宮城, 日本
    • Year and Date
      2010-03-16
  • [Presentation] インジェクションロックを用いたCMOS QPSK RF信号発生回路の検討2010

    • Author(s)
      中野和雄, 白根篤史, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      宮城, 日本
    • Year and Date
      2010-03-16
  • [Presentation] Wide-Band, Linear Low Noise Amplifier Design2010

    • Author(s)
      Mousa M.Othman, Shuhei Amakawa, Noboru Ishihara, Kazuya Masu
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      宮城, 日本
    • Year and Date
      2010-03-16
  • [Presentation] CMOSインバータ型高利得広帯域RF可変増幅回路の検討2010

    • Author(s)
      大鶴基格, 中島智也, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      宮城, 日本
    • Year and Date
      2010-03-16
  • [Presentation] 2.8-11GHz広帯域差動リング型電圧制御発振器2010

    • Author(s)
      李尚曄, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      宮城, 日本
    • Year and Date
      2010-03-16
  • [Presentation] 超球の一部を用いた歩留り推定における不良領域の効率的探索手法2010

    • Author(s)
      伊達貴徳, 萩原汐, 益一哉, 佐藤高史
    • Organizer
      VLSI設計技術研究会, 電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      沖縄, 日本
    • Year and Date
      2010-02-10
  • [Presentation] On-Chip Transmission Line Interconnect for CMOS High Speed Signaling2009

    • Author(s)
      益一哉, 石原昇, 天川修平
    • Organizer
      12th International Symposium on Microwave and Optical Technology(ISMOT-2009)
    • Place of Presentation
      New Delhi, India
    • Year and Date
      2009-12-18
  • [Presentation] オンチップ受動素子の高性能化2009

    • Author(s)
      益一哉, 天川修平, 石原昇
    • Organizer
      Microwave Workshops & Exhibition 2009(MWE2009)
    • Place of Presentation
      神奈川, 日本
    • Year and Date
      2009-11-27
  • [Presentation] An8.9mW25Gb/s Inductorless 1:4 DEMUX in 90nm CMOS2009

    • Author(s)
      関口貴之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      International SoC Design Conference 2009
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      2009-11-24
  • [Presentation] An Adaptive Test for Parametric Faults Based on Statistical Timing Information2009

    • Author(s)
      Michihiro Shintani, Takumi Uezono, Tomoyuki Takahashi, Hiroyuki Ueyama, Takashi Sato, Kazumi Hatayama, Takashi Aikyo, Kazuya Masu
    • Organizer
      IEEE Asian Test Symposium
    • Place of Presentation
      Taichung, Taiwan
    • Year and Date
      2009-11-24
  • [Presentation] On-die parameter extraction from path-delay measurements2009

    • Author(s)
      Tomoyuki Takahashi, Takumi Uezono, Michihiro Shintani, Kazuya Masu, Takashi Sato
    • Organizer
      2009 IEEE Asian Solid-State Circuits Conference
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2009-11-17
  • [Presentation] A Scalable Wideband Low-Noise Amplifier Consisting of CMOS Inverter Circuits for Multistandard RF Receivers2009

    • Author(s)
      中島智也, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      3rd International Conference on Signals, Circuits & Systems(SCS)
    • Place of Presentation
      Djerba, Tunisia
    • Year and Date
      2009-11-06
  • [Presentation] MEMS inductor configurations with shields for achieving large inductance variations2009

    • Author(s)
      水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      Advanced Metallization Conference 2009 19th Asian Session(ADMETA)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2009-10-20
  • [Presentation] MEMS inductor configurations with shields for achieving large inductance variations2009

    • Author(s)
      水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      Advanced Metallization Conference 2009(AMC2009)
    • Place of Presentation
      Maryland, USA
    • Year and Date
      2009-10-15
  • [Presentation] RF Signal Generator Based on Time-to-Analog Converter in 0.18um CMOS2009

    • Author(s)
      中野和雄, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2009-10-08
  • [Presentation] Design of On-Chip High Speed Interconnect on CMOS 180nm Technology2009

    • Author(s)
      大下隆生, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2009-10-07
  • [Presentation] Study of air-suspended RF MEMS inductor configurations for realizing large inductance variations2009

    • Author(s)
      水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      Argentine School of Micro-Nanoelectronics, Technology and Applications 2009(CAMTA2009)
    • Place of Presentation
      Bariloche, Argentina
    • Year and Date
      2009-10-02
  • [Presentation] キャパシティブプリエンファシス技術を導入したオンチップRC伝送回路と伝送線路回路の比較2009

    • Author(s)
      前川智明, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-18
  • [Presentation] 高速オンチップシリアル伝送用4:1MUX回路の検討2009

    • Author(s)
      関口貴之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-18
  • [Presentation] A low-phase-noise injection-locked differential ring-VCO with half-integral subharmonic locking in 0.18um CMOS2009

    • Author(s)
      小林由佳, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      European Solid-State Circuits Conference(ESSCIRC)
    • Place of Presentation
      Athens, Greece
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] アナログCMOS集積回路とMEMSの融合2009

    • Author(s)
      石原昇, 水落裕, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] 総論 : MEMSとLSIの融合2009

    • Author(s)
      益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] CMOSリング型I/Q出力電圧制御発振器の広帯域化に関する検討2009

    • Author(s)
      李尚曄, 小林由佳, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] スケーラブル広帯域RF QPSK変調回路の検討2009

    • Author(s)
      白根篤史, 中野和雄, 水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] Time To Analog Converter を用いたスケーラブルCMOS RF信号発生回路の検討2009

    • Author(s)
      中野和雄, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] CMOSインバータ型広帯域可変利得増幅器の評価2009

    • Author(s)
      大鶴基格, 佐渡島進, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-15
  • [Presentation] CMOSインバータ回路をベースとしたインダクタレス広帯域RF CMOS低雑音増幅回路2009

    • Author(s)
      中島智也, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-09-15
  • [Presentation] RF CMOS集積回路とMEMS回路の融合2009

    • Author(s)
      石原昇, 水落裕, 天川修平, 益一哉
    • Organizer
      電気学会センサ・マイクロマシン部門主催 第26回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京, 日本
    • Year and Date
      2009-09-15
  • [Presentation] ミアンダ構造高可変率MEMSインダクタ2009

    • Author(s)
      水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      2009年(平成21年)秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山, 日本
    • Year and Date
      2009-09-11
  • [Presentation] pHセンサ用ISFET特性のモデリング2009

    • Author(s)
      藤原琢, 石原昇, 天川修平, 田追裕貴, 野村聡, 小西敏文, 町出克之, 益一哉
    • Organizer
      2009年(平成21年)秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山, 日本
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] パス遅延測定によるチップ特性の推定手法2009

    • Author(s)
      高橋知之, 上薗巧, 越智裕之, 益一哉, 佐藤高史
    • Organizer
      DAシンポジウム
    • Place of Presentation
      石川, 日本
    • Year and Date
      2009-08-27
  • [Presentation] Design of CMOS inverter-based output buffurs adapting the Cherry-Hooper broadbanding technique2009

    • Author(s)
      前川智明, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      The 19th European Conference on Circuit Theory and Design(ECCTD2009)
    • Place of Presentation
      Antalya, Turkey
    • Year and Date
      2009-08-25
  • [Presentation] CMOSインバータ回路をベースとしたスケーラブル広帯域低雑音増幅回路2009

    • Author(s)
      中島智也, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      STARCフォーラム/シンポジウム
    • Place of Presentation
      神奈川, 日本
    • Year and Date
      2009-08-25
  • [Presentation] Two-Dimentional Moment Method for Analyzing Current Distribution of a Ceramic Capacitor2009

    • Author(s)
      K.Yamanaga, S.Amakawa, T.Sato, K.Masu
    • Organizer
      2009 International Symposium on Electromagnetic Comptibility
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2009-07-27
  • [Presentation] インダクタレススケーラブル広帯域CMOS増幅回路2009

    • Author(s)
      中島智也, 佐渡島進, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 シリコンアナログRF研究会
    • Place of Presentation
      東京, 日本
    • Year and Date
      2009-07-23
  • [Presentation] 90nmプロセスによる20Gb/sNear-Rail-to-Rail ロジック動作1:4 DEMUX2009

    • Author(s)
      関口貴之, 峰山亜希子, 鈴木俊秀, 伊藤浩之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 シリコンアナログRF研究会
    • Place of Presentation
      東京, 日本
    • Year and Date
      2009-07-23
  • [Presentation] RF MEMSインダクタの特性評価2009

    • Author(s)
      水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      第1回 集積化MEMS技術研究ワークショップ
    • Place of Presentation
      神奈川, 日本
    • Year and Date
      2009-07-14
  • [Presentation] SRAM回路の構造的対称性を考慮した2段階学習型重点的サンプリング2009

    • Author(s)
      伊達貴徳, 萩原汐, 上薗巧, 佐藤高史, 益一哉
    • Organizer
      VLSI設計技術研究会 システム設計及び一般
    • Place of Presentation
      福岡, 日本
    • Year and Date
      2009-05-21
  • [Presentation] オンチップネットワークへの利用を目指した低電力パルス伝送線路回路2009

    • Author(s)
      前川智明, 伊藤浩之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      LSIとシステムのワークショップ2009
    • Place of Presentation
      福岡, 日本
    • Year and Date
      2009-05-19
  • [Presentation] インダクタレスRF CMOS低雑音増幅回路の検討2009

    • Author(s)
      中島智也, 伊藤浩之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      LSIとシステムのワークショップ2009
    • Place of Presentation
      福岡, 日本
    • Year and Date
      2009-05-19
  • [Presentation] 3次元電磁界解析によるRF CMOS回路用オンチップ/オフチップィンダクタ特性の比較2009

    • Author(s)
      水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      LSIとシステムのワークショップ2009
    • Place of Presentation
      福岡, 日本
    • Year and Date
      2009-05-19
  • [Presentation] ンチップコプレーナ-ストリップ差動伝送線路の最適化設計2009

    • Author(s)
      関口貴之, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      LSIとシステムのワークショップ2009
    • Place of Presentation
      福岡, 日本
    • Year and Date
      2009-05-19
  • [Presentation] 広帯域・低位相雑音・差動型リングVCOの設計2009

    • Author(s)
      大下隆生, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      第22回回路とシステム軽井沢ワークショップ
    • Place of Presentation
      長野, 日本
    • Year and Date
      2009-04-20
  • [Presentation] RF IC用インダクタの特性解析2009

    • Author(s)
      水落裕, 天川修平, 石原昇, 益一哉
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      茨城, 日本
    • Year and Date
      2009-04-02
  • [Presentation] S-parameter-based modal decomposition of multiconductor transmission lines and its application to de-embedding2009

    • Author(s)
      S.Amakawa, K.Yamanaga, H.Ito, T.Sato, N.Ishihara, K.Masu
    • Organizer
      International Conference on Microelectronic Test Structures(ICMTS)
    • Place of Presentation
      Oxnard, California
    • Year and Date
      2009-04-01

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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