1 ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ» «КОМПАКТНАЯ SPICE-МОДЕЛЬ КНИ МОП-ТРАНЗИСТОРА ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦСТОЙКИХ СБИС С ПРОЕКТНЫМИ НОРМАМИ 0.35 МКМ» ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ им. Ю.Е. Седакова Инженер-технолог НИО 29300 Мокеев Александр Сергеевич Научный руководитель: начальник НИО 29300 Ятманов Александр Павлович г. Нижний Новгород, 2014г. ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
13
Embed
«КОМПАКТНАЯ SPICE -МОДЕЛЬ КНИ МОП-ТРАНЗИСТОРА ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦСТОЙКИХ СБИС
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ им. Ю.Е. Седакова. ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ». «КОМПАКТНАЯ SPICE -МОДЕЛЬ КНИ МОП-ТРАНЗИСТОРА ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦСТОЙКИХ СБИС С ПРОЕКТНЫМИ НОРМАМИ 0.35 МКМ». Инженер-технолог - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
«КОМПАКТНАЯ SPICE-МОДЕЛЬКНИ МОП-ТРАНЗИСТОРА
ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦСТОЙКИХ СБИСС ПРОЕКТНЫМИ НОРМАМИ 0.35 МКМ»
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
Оценка уровня радиационной стойкости ИС на этапе моделирования электрической схемы
Необходимое условие: наличие SPICE-моделей элементов ИС с учетом радиационных эффектов
Стандартные SPICE-модели не позволяют моделировать радиационные эффекты, возникающие при воздействии ионизирующего излучения
Существующие проблемы:
Для решения задач МВЦ НИИИС по проектированию и изготовлению спецстойкой ЭКБ была необходима разработка SPICE-моделей с учетом
воздействия спецфакторов 3
Решение:
4
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
Цель работы: Исследование и разработка компактных SPICE-моделей КНИ
МОПТ с учетом стационарного и импульсного воздействия ИИ
Задачи:
Исследование структуры и методов модификации SPICE-моделей
Разработка SPICE-моделей КНИ МОПТ с учетом рад. эффектов. Экстракция параметров моделей средствами САПР IC-CAP
Апробация разработанных SPICE-моделей. Моделирование оценочной СБИС в условиях воздействия спецфакторов.
4
ЦЕЛИ и ЗАДАЧИ
5
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
НОВИЗНА РАБОТЫ. ПРИМЕНЕНИЕПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
Научная новизна: Альтернативный подход к моделированию:
• радиационно-индуцированных токов утечки КНИ МОПТ;• областей паразитной емкости в КНИ МОПТ.
Преимущество: высокая вычислительная эффективность SPICE-модели, по сравнению с существующими аналогами
Практическая значимость:
5
SPICE-модели включены в промышленную САПР Cadence, и совместимы с симуляторами Spectre, UltraSim
Возможно проектирование КМОП КНИ СБИС с проектными нормами до 0.15 мкм, стойкостью к факторам 7.И6, 7.И7
6
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
6
Способы модификации SPICE-моделей
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
1. Формирование макромодели
2. Радиационно-зависимые параметры макромодели задаются в виде уравнений:
7.И6
7.И7
7
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
Повышение вычислительной эффективностимодифицированной SPICE-модели КНИ МОПТ
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
A H R
pdbcp (psbcp) – периметр области паразитной емкости p-n перехода карман/сток(исток), мagbcp – площадь области паразитной емкостиперекрытия карман/затвор, м2
1. В net-лист модели в качестве дополнительного параметра устройства вводится пользовательский параметр характеристики СФ
parameters
+ w = 3.5u l = 0.35u+ dose = 0
. . .
2. Определяется зависимость параметра модели от характеристики СФ: P (dose)
3. Выбирается аппроксимирующая функция для этой зависимости:
f(dose) = a + b*exp(c*dose)
. . .+ a = 0 b = 0 c = 0
model a_nmos bsimsoi
+ P = a + b*exp(c*dose)
4. В net-листе радиационно-зависимый
параметр модели выражается через
аппроксимирующую функцию,
а ее коэффициенты вводятся в качестве
дополнительных радиационных параметров
Модификация стандартнойSPICE-модели КНИ МОПТ
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
Методика:
9
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
9
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
Методы экстракции: алгоритмы оптимизации IC-CAP; функции экстракции IC-CAP; программы расчета параметров на языке PEL
Определяется зависимость параметра модели от характеристики СФ: P (dose) Проводится аппроксимация зависимости выбранной функцией f(dose) = 0.54 + 0,228 *exp(-5.43e-6 *dose)
Радиационным параметрам модели
присваиваются значения соответствующих
коэффициентов аппроксимирующей функции.
parameters
+ w = 3.5u l = 0.35u+ dose = 0+ a = 0.54 b = 0,228 c = -5.43e-6model a_nmos bsimsoi+ vth0 = a + b*exp(c*dose)
Цель - оценка корректности разработанных SPICE-моделей и их пригодности для определения уровня стойкости СБИС к воздействию внешних факторов на этапе схемотехнического моделирования
D/Dmax
Динамический ток потребленияICCO, мА
Результатымоделирования
Техническоетребование
0 22.6
400.25 30.20.5 72.7
0.75 126.91 1628.6
Схемотехническое моделирование показало низкий уровень стойкости СБИС СОЗУ к фактору 7.И7 - (0.25-0.3). Результаты моделирования помогли выявить слабые места в конструкции микросхемы и применить технические решения по повышению ее спецстойкости.
12
СБИС СОЗУ
13
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
13
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
Инженер-технолог
НИО «Проектирования технологий кристального производства»
ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова»,
г. Нижний Новгород
Мокеев Александр СергеевичТел.: 8 (831) 4-69-56-51