如何快速模拟电流-电压特性评估晶体管级性能。
三年前,我写了一个博客名为“连接虚拟晶圆设备级别TCAD仿真与建模,“我描述之间的无缝连接SEMulator3D虚拟晶圆的软件平台和外部第三方TCAD软件。我现在高兴地报告,设备级的电流-电压性能分析现在SEMulator3D内内置模块的软件平台。用户不再需要导出一个网,将其导入TCAD平台,当执行晶体管电流-电压模拟。
现在,一旦3 d设备结构建于SEMulator3D,晶体管电流-电压仿真可以直接在执行SEMulator3D不需要第三方解决。接触和使用SEMulator3D偏见可以应用设备设计、和晶体管电流-电压特性可以确定工艺流程的具体步骤。可以执行直接SEMulator3D内晶体管电平性能评估软件平台,而无需导出或导入网格。
新drift-diffusion SEMulator3D提供过程中解算器灵敏度和可变性分析晶体管性能。drift-diffusion解算器不是一个替代通用的TCAD,包括所有必要的纳米效应。相反,它提供了一个非常快的电流-电压性能评估特定的流程变化,而不需要网格导入和导出到第三方TCAD工具。新的解算器是基于古典drift-diffusion组控制方程。
的基本设计过程使用drift-diffusion解算器如图1所示。我们开始通过生成一个特定技术的三维结构,在这种情况下一个16 nm SRAM细胞,使用过程和设计布局信息。设备感兴趣的,在这种情况下一个场效应电晶体拉装置,有选择地在SEMulator3D剪裁,用作测试设备(DUT)。门,源、排水和衬底与指定适当的接触(或港口)的分析部分SEMulator3D平台。SEMulator3D GUI的分析选项卡是分开的流程定义选项卡包含一步一步的流程。这种分离过程的分析使电参数变化的研究迅速执行而无需重新运行整个过程甲板上。
接触和其他物理性质的晶体管,包括偏差的条件下,还在分析中定义的软件。偏置条件和材料特性的变化可以使用这部分修改软件。偏差政权,以及门功函数、温度和流动都是单独的输入在分析部分的软件。流动模型包括温度、掺杂和领域依赖性。完整的电流-电压解算器解决方案还可以占电子,空穴,或两者兼而有之(电子和空穴)。
图1所示。的基本流程和结构构建一个16 nm RAM细胞(左),剪裁场效应电晶体产生下拉设备和DUT(右)。
过程和IV解算器模拟完成后,静脉扫描数据存储作为一个. csv文件在用户的工作区文件夹。结果静脉扫描输出的一个例子是图2所示。任何绘图程序可以用来绘制这些结果。图3显示了一个图的线性和饱和输入的特征建模SRAM拉设备。可以指定任意数量的偏压条件下,随着材料参数的变化,包括金属功函数、材料能带和流动参数。计量业务协助后处理的数据从静脉扫描也可以包括在内。这允许用户从IV中提取特定的测量扫描的关系,如阈值电压对于给定的栅电压扫描,当前值在一个特定的偏见,门和阈下摆动。
图2所示。例子偏见第四条件和测量数据的输出文件。
图3所示。SRAM场效应电晶体的线性和饱和第四特征下拉设备。
不仅SEMulator3D查看器显示一步一步的流程流,但也可以突出许多电结果包括静电势,电子和空穴浓度,电场,电子和空穴迁移率和漂移速度。图4说明了SEMulator3D查看器输出的一个例子,显示静电势(图4)和电子浓度(图4 b)。虽然这两个数字看起来非常相似,由此产生的规模酒吧细节参数的数值,和随后的x - y穿过结构可以绘制。这些结果可以提供洞察和理解为设备性能的变化过程变化的函数。
图4。静电潜在产出。图4 b。电子浓度
总之,SEMulator3D软件平台可以提供详细了解任何一步一步的半导体工艺流程,以及一个电子晶体管级性能的评价。新drift-diffusion解决突出的影响特定的流程步骤对晶体管器件性能变化。这个功能,结合SEMulator3D分析平台,可以用来执行广泛的过程变化的统计分析对晶体管/技术性能的影响。
看到一个详细的示例使用SEMulator3D软件分析修改设计和工艺参数的影响,如通道长度、信道宽度和掺杂水平,在一个典型的行为n沟道bulk-FinFET设备,请单击在这里。
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