Приборно-технологическое моделирование для оптимизации характеристик МОП-транзистора путем симуляции маршрута его изготовления и вариации параметров технологических процессов позволяет определить оптимальные параметры технологических процессов, а также может использоваться для оптимизации конструкции транзистора и улучшения его электрофизических характеристик. Оптимизация осуществляется на этапе разработки технологии. От правильно построенной модели и, как следствие, конечных результатов оптимизации будут зависеть характеристики ИС. В работе в результате процедуры оптимизации определены входные (технологические) параметры выбранного технологического узла и выходные значения характеристик прибора. Рассмотрены ключевые факторы, влияющие на быстродействие МОП-транзистора, по которым формируется расчетный проект. Проведено моделирование n-канального МОП-транзистора с различными значениями параметров дозы и энергии ионов технологической операции ионной имплантации для корректировки порогового напряжения. Получены оптимизированные электрофизические параметры n-канального МОП-транзистора, удовлетворяющие следующим критериям оптимизации: при номинале порогового напряжения (0,85 ± 0,05) В определены его оптимальные значения по крутизне, токам насыщения и утечки.
-
Ключевые слова:
МОП-транзистор, компактная модель, методика оптимизации, электрофизические параметры, пороговое напряжение, крутизна, ток утечки, ток насыщения, быстродействие, ионная имплантация, Sentaurus TCAD, PCM-Studio, Sentaurus Optimizer
-
Опубликовано в разделе:
Технологические процессы и маршруты
-
Библиографическая ссылка:
Жангиреев Д., Шемякин А. В., Белостоцкая С. О., Сивченко А. С. Методика оптимизации электрофизических характеристик МОП-транзистора с использованием приборно-технологического моделирования// Изв. вузов. Электроника. 2024. Т. 29. № 5. С. 585–594. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2024-29-5-585-594. – EDN: GMKPOI.
Жангиреев Даулет
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1; НПК «Технологический центр», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1, стр. 7
1. Козлов А. В., Красюков А. Ю., Крупкина Т. Ю., Чаплыгин Ю. А. Моделирование характеристик и оптимизация конструктивно-технологических параметров интегральных магниточувствительных элементов в составе микро- и наносистем // Изв. вузов. Электроника. 2015. Т. 20. № 5. С. 489–490. EDN: UNSUQR.
2. Lin Y.-K. Compact modeling of advanced CMOS and emerging devices for circuit simulation: diss. for the PhD (Eng.). Berkeley: Univ. of California, 2019. 118 p.
3. Зубченко К. А. Приборно-технологическое моделирование как метод исследования полупроводниковых структур // Молодой ученый. 2017. № 28 (162). С. 31–33. EDN: ZBFYUJ.
4. Saha S. K. Compact models for integrated circuit design: Conventional transistors and beyond. Boca Raton, FL: Taylor & Francis, 2016. XI, 538 p.
5. Kuhn K. J. Considerations for ultimate CMOS scaling // IEEE Transactions on Electron Devices. 2012. Vol. 59. No. 7. P. 1813–1828. https://doi.org/10.1109/TED.2012.2193129
6. 25nm CMOS Omega FinFETs / F.-L. Yang, H.-Y. Chen, F.-Ch. Cheng et al. // Digest. International Electron Devices Meeting. San Francisco, CA: IEEE, 2002. P. 255–258. https://doi.org/10.1109/IEDM.2002.1175826
7. Красников Г. Я. Конструктивно-технологические особенности субмикронных МОП-транзис-торов. Изд. 2-е, испр. М.: Техносфера, 2011. 800 с. EDN: PZDVKZ.
8. TCAD framework // Synopsys [Электронный ресурс]. URL: https://www.synopsys.com/silicon/tcad/framework.html (дата обращения: 10.09.2020).
9. Тихомиров П., Пфеффли П., Зорзи М. Система Sentaurus TCAD компании Synopsys: Новое поколение приборно-технологических САПР // Электроника: НТБ. 2006. № 7 (73). С. 89–95. EDN: HVVZZZ.
10. Абрамов О. В., Лагунова А. Д. Об использовании эвристических алгоритмов в задачах оптимального параметрического синтеза // Информатика и системы управления. 2021. № 2 (68). С. 34–46. https://doi.org/10.22250/isu.2021.68.34-46 EDN: WCJHKK.