第7章 TCAD工具仿真流程及在ESD防护器件性能评估方面的应用.ppt

* ESD总体评估 这根曲线离坐标原点的距离远近反映了这个ESD防护器件的鲁棒性； */65 浙大微电子 * ESD总体评估 防护器件第一次达到芯片工作电压VDD时刻的电流值（漏电流）反映了该ESD防护器件的直流透明性。 */65 浙大微电子 * */65 浙大微电子 * * * * 从工艺级仿真向器件级仿真的过渡流程 从工艺级仿真向器件级仿真的过渡，主要涉及了三 类文件（除后缀名外，以下文件名均可自取）： 版图层次mask文件nmos.tl1， 工艺描述文件process， 器件仿真程序文件ggNMOSa.txt，ggNMOSb.txt（这两个文件可以合并）。 */65 浙大微电子 * 第*页/共92页 Mask定义 TL1 0100 1e3 0 5600 2 STI 2 0 1000 4600 5600 PWELL 1 0 5600 nmos.tl1 以上语句中，TL1 0100是文件开头标识，被工艺和器件仿真程序所识别；第2行的1e3表示以下所出现的坐标均放大了1000倍，即所有坐标以nm为单位（默认情况下，单位为μm）。 * */65 浙大微电子 * 调用mask文件 工艺仿真需要导入的mask文件以.tl1为后缀名，本例中的mask文件的文件名是nmos.tl1，相应的描述语句是： mask in.file=nmos.tl1 对工艺文件进行仿真后要导出保存的文件是工艺仿真的结果文件，本例中是process:0_0，相应的描述语句是： savefile out.file=process:0_0 tif */65 浙大微电子 * 但是这一格式的输出文件只被工艺仿真软件TSUPREM-4所识别，其主要用于初期程序的调试。这一输出文件包含之前的工艺仿真步骤的所有信息，可以被后续仿真所调用，调用可以用以下语句进行： mask in.file=nmos.tl1 initialize in.file=process:0_0 tif */65 浙大微电子 * T4到Medici的输出 如果要进行后续的器件仿真，必须在定义完电极之后将结果再保存为medici格式。电极的定义用以下格式进行： electrode x=0.5 y=-0.5 name=source 下面的语句实现了从Tsuprem-4到Medici的过渡： savefile out.file=ggnmos medici poly.ele elec.bot 其中poly.ele指多晶硅区域在medici输出文件中被转 化为电极，elec.bot指电信号会加在电极的背部。 器件仿真程序文件是为电学特性设置仿真条件的。器件仿真需要导入的程序文件是包含了前续仿真结果综合信息的文件（本例中是ggnmos）, 相应的描述语句是： mesh in.file=ggnmos TSUPREM-4 y.max=5 其中的y.max=5指的是只对硅基上5um深度内进行网格导入。 */65 浙大微电子 * 半导体器件级仿真的流程 待仿真器件： 栅极接地的N型MOS管ggNMOS（Gate Grounded NMOS） (a) 整体版图 (b) 局部放大版图 */65 浙大微电子 * 仿真原理图 在人体静电模型HBM（Human Body Model）下，对ESD防护器件进行瞬态仿真的原理 图。我们在图中电容C的两端加上6kV的初始电压值，进行HBM模式下的瞬态仿真。这里的电容（C）值100pF，电阻 （R）1.5KΩ，电感（L）7500nH，这里的ggNMOS就是栅极接地的NMOS。 */65 浙大微电子 * 仿真描述语言 搭建ESD防护器件瞬态仿真的程序描述语句是（电路网表）： Start CIRCUIT C 1 0 100p L 1 2 7500n R 2 3 1.5k PNMOS 3=Drain 0=Gate 0=Source 0=Substrate + FILE=特定的网格文件 WIDTH=80 $ Initial guess at circuit node voltages .NODESET V(1)=6K V(2)=0 V(3)=0 FINISH CIRCUIT */65 浙大微电子 * 瞬态仿真ggNMOS的漏极电压、漏极电流和时间关系的描 述语句是： Method continue Solve dt=1e-11 tstop=1e-8 Plot.1d x.axis=time y.axis=VC(3