1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2020-25-2-136-144621.38.049.774:001.891.573Элементы интегральной электроникиModeling of Influence of Well Location on Parameters in MOSFETs Integrated Circuits with Technological Norms Deeper than 130 nmМоделирование влияния расположения кармана на параметры транзисторов в КМОП ИС с технологическими нормами менее 130 нм136144http://ivuz-e.ru/en/issues/2-_2020/modelirovanie_vliyaniya_raspolozheniya_karmana_na_parametry_tranzistorov_v_kmop_is_s_tekhnologichesk/

Due to reduction of the technological process in production of the integrated circuits the effects related to MOSFET location show strong influence on the MOSFET characteristics. Therefore, it is important to consider these effects at the design stage. In the work the influence of the of the well proximity effects has been studied, the parameter f , characterizing the WPE contribution, has been introduced. The mathematical model of the influence of the WPE effect on the MOSFET characteristics in the current mirror has been built. The simulation with different MOSFET location relative to the well boundary has been performed. To confirm the obtained model, its comparison with the model, based on the results of testing real MOSFETs in the automatic design testing Cadence Virtuoso, has been made. During the experiment the symmetry of the current mirrors, i.e. the difference between the input and output currents in percent from an average value, has been studied. The experimental results have demonstrated the qualitative and quantitative correlation of empirical dependence and of the dependence obtained by calculations on a new model. This will permit to solve the problem of the WPE effect compensation.

В связи с сокращением длительности технологического процесса при производстве интегральных схем эффекты, связанные с расположением КМОП-транзисторов, оказывают значительное влияние на характеристики транзистора. Моделирование влияния эффекта близости кармана (Well Proximity Effect, WPE) на ранних этапах позволяет ускорить проектирование ИС путем уменьшения количества итераций корректировки схемы, происходящих в результате учета эффекта WPE на этапе топологии. В работе предложено характеризовать эффект WPE вновь введенным параметром, зависящим только от профиля распределения легирующей примеси в подзатворной области транзистора. Проведено моделирование учета влияния эффекта WPE на характеристики КМОП-транзистора в схеме токового зеркала при разном расположении транзистора относительно границы кармана. Для проверки полученной модели выполнено ее сравнение с моделью, основанной на результатах тестирования реальных транзисторов в среде автоматического проектирования Cadence Virtuoso. Результаты эксперимента показали совпадение характера и количественную корреляцию эмпирической зависимости и зависимости, полученной путем вычислений по новой модели. Это позволит решать задачу компенсации эффекта WPE на ранних этапах проектирования ИС.

 Sheng H., Bettinger T., Bates J. The impact of deep trench and well proximity on MOSFET performance // 2015 International Conference on Microelectronic Test Structures. 2005. P. 82–85.DrennanP.G., KniffinиM.L., Locascio D.R. Implications of proximity effects for analog design // IEEE 2006 Custom Intergrated Circuits Conference. 2006. Vol. 21. P. 169–176Hook T.B., Brown J., Cottrell P. Lateral ion implant straggle and mask proximity effect // IEEE Transactions on Electron Devices. 2003. Vol. 50. No. 9. P. 1946–1951.Hook T.B., Brown J., Tian X. Proximity effects and VLSI design // 2005 IEEE International Conference on Integrated Circuit and Technology. 2005. P. 167–170.Tuotian Liao, Lihong Zhang. Analog integrated circuit sizing and layout dependent effects: a review // Microelectronics and Solid State Electronics. 2014. Vol. 3(1A). P. 17–29.Colin McAndrew. Proximity effect modeling. Operation and modeling of the MOS transistor. 3rd Ed., by Yannis Tsividis and Colin McAndrew. Oxford University Press, 2011. Ch. 9.Watts J., Su K.-W., Basel M. Netlisting and modeling well-proximity effects // Transactions on Electron Devices. 2006. Vol. 53. No 9. P. 2179–2186.Impact of well edge proximity effect on timing / T. Kanamoto, Y. Ogasahara, K. Natsume et al. //IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics Computer Scinsec. 2008. Vol 91-A. P. 3461–3464.Layout dependent effect: impact on device performance and reability in recent CMOS nodes / C. Ndiaye, V. Huard, R. Bertholon et al. // 2016 IEEE International Integrated Reliability Workshop. 2016. P. 24–28. Modeling well edge proximity effect on highly-scaled MOSFETs / Y-M. Sheu, K.-W. Su,Sh.-J. Yang et al. // Proc. of the IEEE 2005 Custom Integrated Circuits Conference. 2005. Vol. 53. P. 831–834.