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半导体器件建模_-_建模步骤,基本流程和统计模型 历史版本:
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半导体器件建模

半导体器件模型 是连接代工厂和IC设计公司之间的桥梁。如图1所示,IC设计工程师在电路设计软件中调用的器件,包含了器件模型和版图的信息。只有精准的器件模型才可以保证精准的电路仿真结果。

器件模型有很多种类型,包括查表法,集约模型 (Compact Model),宏模型 (Macro Model) 等。半导体器件模型多是集约模型和宏模型。

举个最简单的电阻模型的例子。假设有一组测量的电流电压 (V,I) 的数据,符合线性关系,测试数据如图2所示,V和I之间的关系可以通过一个直线方程I=V/R来描述。通过调整R参数,在R=R0时可以得到与数据点拟合最好的结果。

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这个例子说明了半导体器件建模的两个步骤:

第一步,找到合适的方程;

第二步,参数提取。

对于MOSFET, BJT, 和Diode等半导体器件的建模也是一样的概念,只是描述这些器件特性的方程更为复杂。实际工业应用中,半导体器件大多已有标准可用的方程,如BSIM3和 BSIM4等,只需要进行参数提取即可。

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半导体器件建模的基本流程

要建立半导体器件模型,首先要有测试数据,并且是足够多的测试数据,要能够包含足够多的尺寸、能够反应工艺条件的平均和边界的水平。

所以,为了做半导体模型,工程师会需要设计专门单独器件的测试结构,去流片并进行测试,然后根据测试数据,拟合曲线提取参数。得到的参数列表保存出去,即可得到可用于SPICE仿真的模型文件。最后将各类器件的模型拼成一个模型库,并进行验证后,方可将模型移交出去。

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MOSFET global model -- Best Fitting model提取步骤(BSIM4为例)

首先,提模型需要有测试数据。测试时先要进行mapping的测量,即测量wafer多个die在某个固定bias下的Target(Vtlin,Vtsat,Vtgm,Idlin,Idsat等)数据,然后根据mapping测试的结果选出各个target都比较靠近中值的一个die作为golden die。然后再测量golden die的CV,IV曲线。在拿到测试数据后首先需要检查数据,包括曲线是否正确、趋势是否合理,还要检查下IV曲线的target是否与mapping测试的中值有较大偏差,有问题的数据需要重新测试。

提模型时通常会以前一版本的模型为基础进行调整,如果没有前一个版本的模型可以选用默认的模型去调。下文具体看下MOSFET global model提取的基本步骤:

第一步,将工艺物理参数(如氧化层厚度等)填入模型中去。

第二步,CV 的拟合:包括CGG和CGC 的拟合,如图4所示。

第三步,IV的拟合(图5):

  1. 大尺寸器件IV 曲线拟合,这一步需要拟合的曲线包括图5中所列出的曲线:

a. id_vgs_vbs (vds=0, vds=vdd), 需要同时拟合线性坐标和对数坐标的图,还需要照顾到Gm(id_vg取导数)曲线,调整vth0和迁移率相关参数进行曲线拟合。

b. id_vds_vgs (vbs=0, vbs=vbb), id_vd曲线的拟合也要照顾到Rout(id_vd曲线取dx/dy)曲线。

  1. W=Wmax, Vtlin,Vtsat,Vtgm,Idlin,Idsat,Ioff等target对L的趋势图的拟合,可以使用IV曲线中计算出的趋势图,也可以直接使用mapping data的趋势图。如图6是一张Vtlin_L的趋势图
  1. 短沟道器件IV曲线拟合。这个步骤与步骤1中大尺寸曲线拟合类似,需要使用短沟道相关的参数去做拟合。

  2. L=Lmax, Target对W的趋势图。与步骤2中类似,使用相关参数拟合不同target对W的趋势图。

  3. 窄沟道器件IV曲线拟合。与步骤1、3类似,使用窄沟道相关参数去拟合。

  4. L=Lmin, target对W的趋势图,以及W=Wmin, target对L的趋势图。参考步骤2、4。

  5. 小尺寸器件的IV 曲线拟合。参考步骤1、3、5。

  6. 重复步骤1-7直至所有曲线拟合精度达到要求,将最终结果保存出去,就得到了以测试数据为基础的 Best fitting model.

MOSFET 全局模型 - 角落调整 (MOSFET global model – Corner Tweaking)

除了针对模型晶圆本身测试数据选golden die进行的拟合IV, CV以及调整趋势做retargeting之外,模型还需要有个能代表工艺波动状况的边界模型,就是我们所说的corner模型。做corner模型需要有corner spec,在foundry里corner spec通常由工艺整合工程师 (PIE)提供。Corner model可以由base模型去生成一个corner lib,可以通过手动去贴一个corner lib出来或者直接使用MBP等工具由base模型去生成corner lib。调corner模型需要看的图有corner趋势图(图7)和喇叭口的图(图8),喇叭口是代表计算之后的各个corner与TT之间的差异的图。对照corner 趋势图和喇叭口的图,并同时结合spec table(图9)去调corner 参数,使得corner 仿真值能达到spec并且保证趋势和喇叭口正确。

半导体器件统计模型(Statistical Model)

随着器件尺寸缩小,器件随工艺的波动会越来越明显,我们需要通过统计模型来描述器件随工艺的波动。工艺的波动可以分为几种,有相邻器件之间的差异,称为局部波动(local variation),局部波动也称作失配(mismatch);还有不同die,不同wafer,不同lot之间的差异,称为全局波动(global variation),总的波动(Total variation)是全局波动与局部波动之和.

Total variation = Global variation + Local variation

实际做模型时,local variation是直接测量得到的,所以mismatch模型通常都是由测量结果拟合得到;total variation也是可以直接测量得到,但是global variation无法直接测量得到,但是可以通过上面公式计算得到。所以global 的统计模型可以根据测试数据去做,使仿真结果与测试数据同分布即可。

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CMOS 和 HVMOS 建模​www.keysight.com.cn/cn/zh/products/software/pathwave-design-software/device-modeling-products/ic-cap-device-modeling-software/cmos-and-hvmos-modeling.html

用于行业标准 CMOS 模型的完整直流和射频建模提取套件。

半导体器件分析仪 ​www.keysight.com.cn/cn/zh/assets/7018-03960/technical-overviews/5991-2443.pdf

本技术概览对完整的 器件 表征解决方案做了阐述,介绍了如何使用 B1500A 半导体器件 分析仪来满足各种测量需求,包括从基本的 IV 和 CV 测量到超快速脉冲及瞬态 IV 测量。

是德科技


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使用例子: 通过脚本来获得接收到的数据并写入文件和展示在界面上

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duilib版本源码 qt qml版本源码 二进制包

webrtc easy demo

webrtc c++ native 库 demo 实现功能:

基于QT

webrtc摄像头/桌面捕获功能

opengl渲染/多播放窗格管理

janus meeting room

下载地址和源码

源码 二进制包

wifi,蓝牙 - 无线开关

实现功能:

通过wifi/蓝牙实现远程开关电器或者其他电子设备

电路原理图:

实物图:

深度学习验证工具

vtk+pcl 点云编辑工具

实现功能:

1. 点云文件加载显示(.pcd obj stl)

2. 点云重建

3. 点云三角化

4. 点云缩放

下载地址:

源码 二进制包

虚拟示波器

硬件实物图:

实现原理

基本性能

采集频率: 取决于外部adc模块和ebaz4205矿板的以太网接口速率,最高可以达到100M/8 约为12.5MPS

上位机实现功能: 采集,显示波形,存储wave文件。

参数可运行时配置

上位机:

显示缓冲区大小可调

刷新率可调节

触发显示刷新可调节

进程守护工具

基本功能:

1. 守护进程,被守护程序崩溃后自动重启。

2. 进程输出获取,显示在编辑框中。

二进制包

openblt 烧录工具

基本功能:

1. 加载openblt 文件,下载到具有openblt bootloader 运行的单片机中。

二进制包

opencv 功能验证工具(开源项目二次开发)

基本功能:

1. 插件化图像处理流程,支持自定义图像处理流程。 2. 完善的日志和权限管理

二进制包

又一个modbus调试工具

最近混迹物联网企业,发现目前缺少一个简易可用的modbus调试工具,本软件旨在为开发者提供一个简单modbus测试工具。
主打一个代码简单易修改。
特点:

1. 基于QT5

2. 基于libmodbus

3. 三方库完全跨平台,linux/windows。

二进制包

屏幕录制工具

1. 基于QT5

2. 基于ffmpeg

3. 支持自定义录屏

源代码

开源plutosdr 板卡

1. 完全开源

2. 提高固件定制服务

3. 硬件售价450 手焊产量有线

测试数据

内部DDS回环测试

接收测试

外部发送500MHZ FM波形

硬件原理图

matlab测试

2TRX版本

大部分plutosdr应用场景都是讲plutosdr板卡作为射频收发器来使用。
实际上plutosdr板卡本身运行linux 操作系统。是具有一定脱机运算的能力。 对于一些微型频谱检测,简单射频信号收发等应用完全可以将应用层直接实现在板卡上
相较于通过网卡或者USB口传输具有更稳定,带宽更高等优点。
本开源板卡由于了SD卡启动,较原版pluto支持了自定义启动应用的功能。
提供了应用层开发SDK(编译器,buildroot文件系统)。
通过usb连接电脑,经过RNDIS驱动可以近似为通过网卡连接
(支持固件的开发定制)。

二次开发例子

``` all:
arm-linux-gnueabihf-gcc -mfloat-abi=hard --sysroot=/root/v0.32_2trx/buildroot/output/staging -std=gnu99 -g -o pluto_stream ad9361-iiostream.c -lpthread -liio -lm -Wall -Wextra -lrt
clean:
rm pluto_stream

bsdiff算法补丁生成器

1. 官方bsdiff算法例子自带bzip压缩方式

2. 本例子没有压缩,直接生成补丁文件

3. 图形化界面基于DUILIB

二进制文件

版面分析即分析出图片内的具体文件元素,如文档标题,文档内容,文档页码等,本工具基于cnstd模型

Base64 Image

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