シリコンはこれまで長い間にわたって、高電圧パワー・デバイスへの適用に最も適した材料と考えられてきました。近年では、炭化ケイ素(SiC)と窒化ガリウム(GaN)や、その他の材料も注目を集めるようになっています。これらの材料がワイドバンドギャップを持つことは、シリコンよりも優れたパフォーマンスを期待できることを意味します。しかし、そうしたワイドバンドギャップ材料の場合、TCADシミュレーションにおいて極めて高い精度が要求されるため、ワイドバンドギャップであることによりTCADシミュレーションの際に難しい問題が発生することにもつながります。シルバコ・ツールは最大160ビットまでの精度とともにDelaunayメッシュを用いて、必要とするシミュレーション精度を実現することができます。
パワー・デバイス設計の根幹となるのはTCADです。この「”virtual manufacturing” 仮想製造」を利用すれば、実際にウェハを使用して行うよりも明らかに短時間で済み、費用も大幅に節約できます。
 3次元トレンチ酸化 |
 3次元SiC MOSデバイス・シミュレーション |
TCADを設計の世界と結び付けることができなければ、TCADそれ自体のメリットは限定的なものに留まります。パワー・デバイスに適用するプロセスを設計する技術者は、デバイスそのものを設計する技術者と同一ではありません。ここで必要となるのが、TCADからSPICEへの橋渡しをする役割を担い、時間も費用もかかる実際のウェハを使用した実験を行うことなく回路性能を測定可能にする要素です。
SPICEモデルが利用できると、アナログ設計の場合と同様に設計工程を進めることが可能となり、レイアウト作成と寄生素子抽出の後に回路シミュレーションを実行して性能を判別します。TCADとSPICEの両方を組み込んだ混合モードでのシミュレーションも実行可能です。この一連のステップを繰り返して設計を仕上げて行きます。
もう1つの重要なステップは、信頼性解析です。高電圧部位がある場合、特にエレクトロマイグレーションと熱に関する問題がさらに重要となります。電力回路は高エネルギー粒子の影響も受けやすく(シングル・イベント効果)、さらに、シングル・イベント・バーンアウトやシングル・イベント・ゲート破壊の影響も受けやすい特性を持っています。メッシュを衝突パスに沿って細分化することにより、シミュレーション精度を落とさずにTCADの実行効率を高めることができます。
シルバコは、TCADからモデリングを経てPDK生成に至るフローを完全にカバーするツール群を提供しています。さらに、Invarian社の買収を通じて最近シルバコ・ツールに加わったEM/IR/熱解析ツールを含む、設計と解析のフロー全体をカバーするツール群も提供しています。
おもな機能
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