放射線効果モジュール

REM™(Radiation Effect Module)放射線効果モジュールにより、Atlas2次元/3次元デバイス・シミュレータやVictory3次元シミュレータは絶縁材料中の欠陥状態や固定電荷、電荷輸送を生成し、半導体の総線量、線量率、ならびにSEU効果のモデル化を実現します。

特長

  • 照射機能では任意の照射源を設定可能
  • 電界に応じたe-/h+の生成消滅率および生成消滅レート
  • デバイス構造内部の光電流の流れ
  • 二酸化ケイ素中の電子輸送とトラップ
  • Athenaプロセス・シミュレータとのインタフェースにより、プロセス依存の欠陥分布をモデリングおよび光電流を評価
  • 光電流密度とLET(Linear Energy Transfer)の関数として電荷を生成
  • 絶縁層の電荷生成とデバイス方程式のセルフコンシステントな解
  • フレキシブルなCインタプリタ・ルーチンにより、カスタム・モデルの光生成、再結合および電荷トラップをプロトタイプ
  • 変位ダメージ・モデル
シフト・レジスタで使用されるECL D型フリップフロップの回路図
5.37nsにおいて、スイッチング電流0.6mAをともなうLET=40MeV-cm2/mgに対応する D型フリップフロップ回路の出力波形
SEU衝突シミュレーションで使用したフル3次元構造の2次元断面のサンプル
LET値20、40、60、80MeV-cm2/mgにおける粒子衝突のコレクタ電流の規格化
Verilog-Aで記述されたコンパクト・デバイス・モデルを含むNMOS-SOIデバイスのDCスイープ回路
総線量100K、500K、1 Meg-Rad(Si)におけるNMOSデバイスの応答

シングル・イベント効果(SEE)

  • 先進の物理ベース・モデルを使用したSEU解析
  • 任意の角度の複数のSEU軌道を同時にシミュレーション
  • MixedModeシミュレーションにより、トランジスタ・ レベルおよび回路レベルのSEU効果の両方を共にモデル化可能
  • マクロ・モデルの過渡電流源の開発
  • Verilog-Aはコンパクト・デバイス・モデルの開発に対応し、SmartSpice回路シミュレーション・ファミリでコンパイル可能
SEU衝突の定義には、粒子の進入ポイントからの距離や、時間、粒子軌道中心からの距離に応じた電子正孔対の生成が含まれます。進入ポイントと退出ポイントは任意であり、複数の粒子衝突に対応しています。

総線量

  • 放射線タイプと線量率による電荷生成率のユーザ定義モデル
  • 電子正孔対再結合(対再結合および柱状再結合対応)のユーザ定義モデル
  • 絶縁体の電荷(電子と正孔)および陽子輸送
  • 絶縁体の電荷トラップとデトラップ
  • 電荷速度、電荷濃度、電流密度および電界に応じた、電荷トラップ率のユーザ定義モデル
  • マルチトラップとデトラップを使用した分散輸送をサポート

線量率

  • 線量率光電流のデバイスのTCADモデルからSPICEモデルまでフローを定義
  • 生成した線量率の光電流のプロセス・パラメータとバイアスとなる変化を調査可能
  • 移動度モデルと再結合モデルを選択可能
  • デバイス内で均一または不均一な電荷生成を実現

変位損傷

  • 流量依存の欠陥モデル
SOI演算増幅器の回路図
5E9 rad(Si)/sec 25 nsパルスに対するOPアンプの線量率応答

統合フロー

  • REMにより、様々な放射線の影響(総線量、線量率、SEE)をトランジスタ・レベルでモデル化
  • コンパクト・モデル開発環境において、ユーザは測定データやREMのシミュレーション結果に基づき、物理ベースのSPICEビヘイビア・モデルをVerilog-Aで作成可能
  • SmartSpice RadHardにより、回路レベルの放射線効果のシミュレーションを行い、8万個以上のアクティブ・トランジスタの組み込みが可能
  • Gatewayスケマティック・エディタはSmartSpiceおよびVerilog-Aと強力に連携し、放射データの回路記述への移行が可能
  • Expertレイアウト・エディタは、階層環境において最大規模のアナログ/ミックスド・シグナル、およびデジタル設計を内蔵の機能(全角度描画、ガードリング、その他)で処理し、デザインによる放射線強化(RHBD)に対応
  • Guardian DRC/ERC/LVSは、Expertのレイアウトの物理的チェックによりファウンドリ指定のデザイン・ルールへの適合を確認し、追加のユーザ定義の放射線ルールにも対応
  • Clever寄生素子抽出は重大寄生素子データを提供して3次元フィールド・ソルバによる寄生素子解析を行い、抽出した寄生素子をデザイン・クロージャとしてSmartSpiceにバックアノテート
  • このマルチレベル・モデリング手法により、トランジスタ・レベル、回路レベル、システム・レベルにおける放射線解析を実現
  • シルバコ・ツールはすべて、業界標準インタフェースと互換性があり、その他の商用ツール・フローと相互運用可能(EDIF™、HSpice™、PSpice™、GSDII™、Dracula™、Diva™、Calibre™)