ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ им. Ю.Е. Седакова ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ» «Масштабируемая макромодель диода с повышенной точностью моделирования» Инженер-технолог НИО 29300 Мокеев Александр Сергеевич Научный руководитель: начальник НИО 29300 Ятманов Александр Павлович г. Нижний Новгород, 2014г. SPICE-Модель. Назначение SPICE-модель: Математическая модель, основанная на системе дифференциальных уравнений, которая описывает поведение прибора относительно его внешних выводов Назначение: САПР сквозного проектирования ИС. Замещение компонента электрической цепи с целью ее машинного моделирования Схемотехническое моделирование ИС SPICE-модель компонента netlist 12 Актуальность работы Элементы ввода/вывода микросхем: Схемы, обеспечивающие толерантность повышенному уровню входных напряжений Схемы к ESD-защиты Недостатки стандартной SPICE-модели «DIODE»: неприемлемо низкая точность моделирования ВАХ не масштабируема по параметру ширины базы диода не учитывает эффект модуляции сопротивления базы не учитывает эффект рекомбинации в ОПЗ 13 Цели и Задачи Цель работы: Разработка высокоточной SPICE-модели диода, масштабируемой по топологическим параметрам Задачи: Разработка макромодели диода «DIODE-SCALE» Параметризация макромодели. Экстракция SPICE-параметров Сравнительный анализ моделей. «DIODE» vs «DIODE-SCALE» 14 Макромодель диода «DIODE-SCALE» Эскиз трехмерной структуры p+-n диода Принципиальная электрическая схема макромодели диода «DIODE-SCALE» эффект модуляции сопротивления базы область пробоя обратной ветви ВАХ диода эффект рекомбинации в ОПЗ эмиттерного перехода частотные свойства (S-параметры) 15 Приборно-технологическое моделирование Структуры диодов ЭФХ диодов Параметры технологического процесса: глубина залегания p+-n перехода (xj) = 175 нм; концентрация легирующей примеси p+-области (Na) = 1.7х1020 см-3; концентрация легирующей примеси n-области (Nd) = 7.0х1017 см-3. Топологические параметры устройства: ширина p+-n перехода (w) = 1 мкм; ширина базы диода (hwell) = от 0.4 мкм до 1 мкм; 16 Параметризация макромодели Зависимости параметров от ширины базы hwell Дополнительные уравнения SPICE-параметры масштабирования 17 Экстракция SPICE-параметров «DIODE» «DIODE-SCALE» Сравнение моделей диода 18 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ Инженер-технолог НИО «Проектирования технологий кристального производства» ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова», г. Нижний Новгород Мокеев Александр Сергеевич Тел.: 8 (831) 4-69-56-51 mokeev.alexander@gmail.com 19