Разработка научных основ создания и совершенствования базовых элементов микроэлектроники и микросистемной техники методами приборно-технологического моделирования

• Автор: Крупкина, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 234 с. : ил.

Введение

1 Роль и задачи приборнотехнологического моделирования на современном этапе.

1.1 Основные проблемы развития методов проектирования в микроэлектронике.

1.2 Этапы развития и основные цели приборнотсхнологичсского моделирования ИТМ

1.3 Проблемы использования ПТМ как метода создания и совершенствования элементов микроэлектроники и микросистем нон техники. Постановка задачи

2. Анализ и классификация объектов и средств приборнотехнологического моделирования

2.1 Классификация технологических операции и технологических маршрутов

как объектов моделирования.

2.2 Основные типы конструктивнотехнологических узлов современных интегральных микросхем.
2.3 Особенности элементов микросистемной техники, как объектов приборнотехнологического моделирования.

2.4 Сравнительный анализ программных средств ПТМ.

3. Разработка концепции эффективного использования ПТМ как метода создания и совершенствования базовых элементов микроэлектроники и микросистемной
Ф техники
3.1 Основные принципы эффективного применения метода приборнотехнологического моделирования.
3.2 Программная среда приборнотехнологического моделирования как основа системы виртуального производства
3.3 Разработка интеллектуальных систем моделирования и управления на основе нейросетевых структур и методов нечеткой логики
4. Разработка методологии применения ПТМ для научного исследования и проектирования элементов шпчлральнон и микросистемной техники
4.1 Специфика объектов ПТМ и выбор программной среды.
4.2 Анализ размерности объекта и распараллеливание вычислений
4.3 Выделение критичных элементов и разработка маршрута моделирования
4.4 Основные этапы применения концепции эффективного использования
5. Методики выполнения основных этапов приборнотехнологического моделирования.
5.1 Выбор моделей для описания объектов ПТМ.
5.2 Методика проведения этапа предварительной калибровки
5.3 Организация моделирования в программной среде виртуального производства
6. Практическая реализация методов приборнотехнологического моделирования
при разработке элементов интегральной и микросистемиой техники
6.1 Проектирование и оптимизация технологических маршрутов
6.2 Проектирование конструктивных элементов быстродействующих КМОП
6.3 Проектирование конструктивных элементов силовых КМОП ИС.
6.4 Моделирование элементов микросистемиой техники
6.5 Моделирование элементов оптоэлектроники.
7. Особенности приборнотехнологического моделирования МОПтранзисторов КНСи КНИтипа
7.1 Транзисторные структуры КНС и КНИтипа как основа радиационностойких И С.
7.2 Учет физических эффектов при построении модели элемента.
7.3 Методика использования ПТМ при расчете трехмерных транзисторных
структур КНС и КНИтипа
Заключение
Список использованных источников


Процедура синтеза топологии должна иметь определенные степени свободы, чтобы использовать их для реализации этих задержек в топологическом проектировании. Как вентили, так и межсоединения должны моделироваться с большей точностью. Системынакристалле становятся все сложней и больше по размерам, а изза сужения рыночных ниш в результате специализации и сокращения жизненного цикла изделий требуется уменьшать время проектирования. По этой причине создание технологии и разработка изделий зачастую должны выполняться параллельно, поэтому возможна ситуация, когда к началу проектирования не установлены полностью все технологические параметры и правила проектирования. Прежде сбор и хранение производственной информации в течение одного или двух лет позволяли аттестовать новейшие производства. Затем уже проектировщики могли использовать выверенные модели и правила проектирования для разработки кристаллов и библиотек для заданной технологии. Сейчас возможно начало проекта с использования предварительных моделей и правил, которые еще могут измениться в процессе или даже сразу по окончании проектирования. Это еще больше осложняет и без того длительный процесс создания библиотек стандартных ячеек. Компиляция библиотек происходит с помощью автоматических средств проектирования, иногда вручную. Библиотеки, нацеленные на разные производства, используют подмножества правил проектирования каждой отдельной фабрики. В результате возникает ситуация, когда проектные нормы не являются минимально возможными для каждого рассматриваемого производства. С ростом конкуренции на рынке ИС допуска сокращаются, и площадь является важным элементом проектирования. Проектировщикам необходимы библиотеки с возможно меньшими нормами, соответствующими их разработкам. Раньше при переходе от одной технологии к другой проектировщики просто сжимали библиотеки и теряли на этом площади, поскольку коэффициенты преобразования не были оптимальными. Обычно использовались коэффициенты с запасом, чтобы избежать нежелательных нарушений правил проектирования в новой технологии. Эффективность алгоритмов компиляции и качество проектных решений прямо зависит от принципов проектирования интегральных библиотечных элементов и фрагментов СБИС на их основе. Выработка оптимальной методологии проектирования, позволяющей увязать процедуры разработки библиотечных элементов с автоматическим проектированием блоков и кристаллов СБИС, является существенным фактором сокращения временных затрат и более эффективного использования площади кристалла 5П. Важность процедур разработки библиотечных элементов и проверки проектных норм растет при переходе на новые технологии еще быстрее, чем число транзисторов на кристалле. Речь идет о разработке самой сердцевины и основы всех проектов, о проектировании конструкции интегральных транзисторов и других интегральных приборов, о разработке основных интегральных элементов и расчете условии технологического процесса, необходимых для их изготовления. Необходимость моделирования технологических процессов и приборов обусловлена сложностью протекающих физических процессов, их многомерностью, нестационарным и неравновесным характером. С уменьшением критических размеров интегральных элементов роль моделирования многократно возрастает, т. СБИС, УБИС и СНК. Экспериментальных данных часто оказывается недостаточно для детального понимания физики работы прибора и проектирования его рабочих характеристик. Как отмечалось выше, современное микроэлектронное производство строится на основе концепции компьютерноинтегрированного производства. Развитие и использование математических моделей технологических процессов и создаваемых в результате их применения приборов является одной из основ данной концепции, позволяет работать с контролируемыми объектами, будь то параметры отдельной технологической операции, электрофизические параметры слоев или параметры схемотехнической модели прибора па выходе производства. Эта база данных должна быть связана с гибкой средой моделирования и способна управлять ею.