[BarsMonster 0]

Подскажите, как и чем снимают модели с реальных тестовых структур изготовленных по новому техпроцессу?

[cdsinit 0]

Подскажите, как и чем снимают модели с реальных тестовых структур изготовленных по новому техпроцессу?

Для этих целей выпускаются характериографы (Semiconductor Device Analyzer)

http://www.home.agilent.com/agilent/produc...rved&lc=eng

Чтобы снять температурную зависимость, потребуется устройство для нагрева/охлаждения образцов, например

http://www.temptronic.com/Products/Product...am_Overview.htm

[dvf 1]

Могу и ошибаться, но кажется у Agilent Technologies что-то для этого было.

[BarsMonster 0]

Эти девайсы выглядят как старые аналоговые curve-tracer-ы в цифровом виде...

Как собственно из результатов измерений получают модель?

[psygash 0]

Как собственно из результатов измерений получают модель?

 

Оптимизируют параметры Spice-модели до получения минимальной ошибки между результатами измерений и ВАХами, построенными по модели. Для этого есть специальные тулы типа Agilent IC-CAP.

[Alex_IC 0]

Подскажите, как и чем снимают модели с реальных тестовых структур изготовленных по новому техпроцессу?

 

Определяются начальные значения параметров SPICE модели путем извлечения их из основных характеристик транзисторов (статические, вольтфарадные, частотные - S-параметры). Также начальные значения можно рассчитать (вручную или в TCAD).

 

Затем модель с извлеченными значениями параметров "подгоняется" под реальные хар-ки, путем оптимизации.

 

Снимать хар-ки можно хоть специализированными приборами (B1500 от Agilent) хоть стандартными, это вопрос удобства и времени.

 

Если искать программу попроще IC-CAP, то можно попробовать PSpice Model Editor из Orcad 9.x или DesignLab 8.

 

Посмотрите прикрепленный файл по экстракции в IC-CAP + еще посмотрите статьи Олега Петракова в журналах схемотехника и совр. электроника и на сайте http://pspicelib.narod.ru/

 

Подборка книг тут

GP_DOCU.pdf

[eugeny_bt 0]

Подборка книг тут

Есть ли возможность обновить данную ссылку? Может, у кого-то еще найдется литература по экстракции параметров, в основном МОП транзисторов? Для каких МОПТ-моделей методики экстракции есть в общем доступе? Я так понимаю, сами методики экстракции из ВАХ и ВФХ - это графическое нахождение основных параметров путем экстраполяции участков характеристик? (по крайней мере порог МОПТ определяется как пересечение касательной к лин.части затворной хар-ки с осью напряж-й, крутизна - тангенс угла наклона этой касате-й, вроде как). Ссылки на подобные методики не встречались? Хотелось бы не прибегать к использованию IC-CAP, постараться сделать самому.

Верно ли, что модель MOSFET level3 не достаточна (если так можно выразиться) для моделирования аналоговых схем с миним. длиной канала 3 мкм? (слышал, что подпороговая область этой моделью описывается с большой погрешностью).

Кто какими моделями пользуется для подобных размеров транзисторов?

[eugeny_bt 0]

Основной ответ на вышепоставленные вопросы самостоятельного экстрагирования - "Не надо изобретать велосипед" :) Интересно, а как, например, быть, если нужна экстракция для модели EKV? В IC-CAP 2006, по крайней мере, нет функции экстракции для этой модели. (другой версии ийсикапа, к сожалению, нет). Можно hspice в качестве симулятора использовать, но параметры придется подгонять вручную. Кто встречал ПО для экстракции параметров EKV-модели?

[eugeny_bt 0]

Господа (и, быть может, дамы), может я не в том разделе вопросы по экстракции задаю, если никто не отвечает? Дайте знать, если что не так.

 

Еще один вопрос назрел. В IC-CAP для модели MOS level 3 в примере предлагается помимо снятия ВАХ с трех типов транзисторов снять ВФХ со структур, в одной из которых площадь больше периметра, в другой наоборот - периметр больше. Если нет возможности замера емкостей порядка долей пикофарад, что делать? Ведь экстракция только с помощью ВАХ не позволяет получить емкостных параметров, в итоге не будет верно описана динамика модели (если по умолчанию какие-то цифры оставить). Например, такой параметр, как Cj (удельная донная емкость п-н перехода стока/истока при нулевом смещении подложки) и CJSW (удельная боковая емкость этих же переходов при нуле на подложке) - как быть с ними? Ведь это основные параметры, из которых высчитываются, например абсолютные значения емкости п-н перехода CBD, CBS, емкости перекрытия Cgso, Cgbo, Cgdo. Может, я еще какую емкость упустил. Но вопрос - как быть с ними? Слышал о таком варианте - использование кольцевого генератора (КГ). Осциллом фиксируем выходной сигнал КГ, обращаем внимание на период выходного сигнала. Далее емкостные параметры моделей МОПТ начинаем в какой-то последовательности изменять так, чтобы период моделируемого и реального КГ совпали. Кто-нибудь может подсказать, как правильно подгонять емкостные параметры? Нужно ли, чтобы не только период идеального и реального КГ совпали, но и форма оказалась одинаковой? Я пытался всячески менять данные параметры, удалось сделать так, что периоды совпали, но как можно быть уверенным в том, что это верная подгонка? Период у меня совпал, но форма нет - у реального сигнала с КГ форма почти треугольная, у идеального треугольная появляется только тогда, когда нагрузкой КГ является большая емкость, но и в этом случае уменьшается размах выходного сигнала, тогда как размах реального КГ в норме, т.е. от нуля до Uпит.

[TiNat 0]

Господа (и, быть может, дамы), может я не в том разделе вопросы по экстракции задаю, если никто не отвечает? Дайте знать, если что не так.

 

Еще один вопрос назрел. В IC-CAP для модели MOS level 3 в примере предлагается помимо снятия ВАХ с трех типов транзисторов снять ВФХ со структур, в одной из которых площадь больше периметра, в другой наоборот - периметр больше. Если нет возможности замера емкостей порядка долей пикофарад, что делать? Ведь экстракция только с помощью ВАХ не позволяет получить емкостных параметров, в итоге не будет верно описана динамика модели (если по умолчанию какие-то цифры оставить). Например, такой параметр, как Cj (удельная донная емкость п-н перехода стока/истока при нулевом смещении подложки) и CJSW (удельная боковая емкость этих же переходов при нуле на подложке) - как быть с ними? Ведь это основные параметры, из которых высчитываются, например абсолютные значения емкости п-н перехода CBD, CBS, емкости перекрытия Cgso, Cgbo, Cgdo. Может, я еще какую емкость упустил. Но вопрос - как быть с ними?

Если нет возможности замера емкостей порядка долей пикофарад, для экстракции SPICE-параметров можно воспользоваться 2 методами (мы их у нас на предприятии используем):

1) получение параметров моделей с помощью ПО для моделирования техпроцесса(TCAD, например). Хотя я слышал, что в последней версии ПО "tool" для экстракции параметров модели отсутствует;

2) получение параметров электрическим способом.

На примере поясню:

а) нарисовали транзистор с длиной канала 1 мкм;

б) после измерений определённых электрических характеристик можно определить эффективную длину канала.

в) зная параметры растрава поликремния, определяем уход стоковых/истоковых областей под затвор.

г) толщину подзатворного окисла определяем по емкости тестового конденсатора большой площади.

д) вот и определим Cgso, Cgdo

Вот электрическими способами необходимо пытаться получить значения параметров модели, точность, конечно, будет не высокая, но хоть какие-то близкие значения будут получены.

[eugeny_bt 0]

можно определить эффективную длину канала.

в) зная параметры растрава поликремния, определяем уход стоковых/истоковых областей под затвор.

Если Lэфф нам известна, то величина подлегирования из формулы Ld=(L - Lэфф) / 2, или с помощью параметров растрава точнее получается?

С CGSO и CGDO более-менее понятно, вот как быть с Cj? Сj от концентрации в подложке зависит, насколько знаю.

[TiNat 0]

Если Lэфф нам известна, то величина подлегирования из формулы Ld=(L - Lэфф) / 2, или с помощью параметров растрава точнее получается?

Да, точнее. Ведь Вы точно будете знать размер затвора над каналом, т.е. тоже самое, что если бы Вы получили данный размер используя РЭМ.

 

С CGSO и CGDO более-менее понятно, вот как быть с Cj? Сj от концентрации в подложке зависит, насколько знаю.

 

Конечно же, самый лучший способ это измерять. Если же нет подходящего оборудования то можно попробовать следующим способом:

1) Определить эффективную концентрацию в подложке (кармане) электрическим методом. Мы это делаем с помощью измерения порогового напряжения по методу максимальной крутизны (gmax) при разных смещениях на подложке.

2) Существуют справочники, где в зависимости от концентации примеси в подложке и глубины залегания p-n перехода приведено значение Cj.

Данное занчение, конечно будет не сильно точным, но для приближенной модели подойдет.

[TiNat 0]

Подскажите, как и чем снимают модели с реальных тестовых структур изготовленных по новому техпроцессу?

Все зависит от того какие цели Вы преследуете и сколько денег Вы (компания) готовы отдать на измерительное оборудование. Если моделями заниматься серьезно, то как написал Alex_IC, лучше использовать специализированную измерительную установку "Анализатор полупроводниковых приборов B1500A" (Agilent) со следующими модулями (HRSMU (B1517A), HV-SPGU (B1525A), MFCMU (B1520A)). Данные модули необходимы для измерения статических, импульсных и емкостных параметров. B1500A позволяет измерять ВАХ и ВФХ в диапазоне температур от -60 до +125, +-100В, +-100мА. Но одной такой установки может не хватить. Так как существует проблема со временем измерения. После анализа методик измерения, мы на нашем предприятии сделали вывод, что время измерения полного набора характеристик может занять очень долгое время, т.к. проводится измерение большого набора характеристик с малым шагом. При этом для экстракции одного типа транзистора необходимо измерение от 16 транзисторов с разной геометрией. Можно также использовать прецезионный анализатор полупроводниковых параметров HP4156B. Для экстракции моделей, помимо вышеперечисленного оборудования мы используем следующее: E4980 LCR метр, 4140 B пикаомперметр, 4275 LCR метр.

Для измерения частотных параметров необходим ВЧ и СВЧ анализатор цепей серии PNA-L, N5230 от 300 кГц до 20 ГГц.

Если в модели Вы хотите ввести статистический блок, позволяющий моделировать статистический анализ по методу Монте-Карло, то необходима установка полуавтоматического измерителя. Но данная установка будет стоить очень больших денег, так как погрешность измерений параметров должна быть минимальной, ведь необходимо определять разброс параметров от пластины к пласитне и в рамках одной пластины, т.е измерять нужно очень точно!!!

Ну а ПО для экстракции Alex_IC уже советовал - IC-CAP (наиболее распространенное ПО).

 

 

 

 

 

Как собственно из результатов измерений получают модель?

 

Экстракцию DC параметров можно разбить на 4 этапа:

1) грубая подгонка физических параметров (это занимает очень мало времени, средняя погрешность до 20%)

2) уже более точная подгонка вышупомянутых физических параметров (средняя погрешность до 10%, время на экстракцию увеличивается на порядкок по сравнению с первым этапом)

3) подгонка 10-20 бининговых параметров (средняя погрешность до 5%, время на экстракцию увеличивается в 3 раза по сравнению с первым этапом)

На этом можно было бы и закончить экстракцию. Погрешности 5% вполне достаточно, но если необходимо меньшая погрешность то переходим к 4 этапу.

4) подгонка со всеми бининговыми параметрами (при этом исключительно сильно возрастает машинное время, а погрешость падает до 3-4%).

 

[eugeny_bt 0]

в зависимости от концентации примеси в подложке и глубины залегания p-n перехода приведено значение Cj.

Глубина залегания п-н перехода так же неизвестна. Как Вы Xj определяете?

[TiNat 0]

Глубина залегания п-н перехода так же неизвестна. Как Вы Xj определяете?

Ну вообще мы знаем наши глубины залегания сток/истоковых областей, это ведь параметры техпроцесса. Для известной подложки, известной энергии примеси и дозы, глубины стандартны. К тому же процессы на разных фабриках достаточно типовые и наши параметры процесса схожи с параметрами других фабрик. Но изначально глубину залегания примеси можно получить:

1) технологическим моделированием;

2) вторичной ионной масс-спетроскопией с прочерчиванием профиля концентрации. Это разрушение пучком ионов поверхности регистрация наличия материала и его концентрация. Такие установки должны быть на всех фабриках.