Электрофизическое моделирование и оптимизация параметров МДП ИС со структурой "кремний на сапфире"

• Автор: Лесник, Григорий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ВЛИЯНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НАМДПИС
1Л. Радиационные эффекты в МДП, КМДП и КНС ИС
1.2. Пути увеличения радиационной стойкости МДП ИС
1.3. Выводы
2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ МДП-ТРАНЗИСТОРОВ С ПОЛНЫМ ОБЕДНЕНИЕМ СО СТРУКТУРОЙ "КРЕМНИЙ НА САПФИРЕ"
2.1. Особенности МДП/КНС транзистора с полным обеднением
2.2. Направления и задачи электрофизического моделирования МДП/КНС элементов
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАДИАЦИОННОСТИМУЛИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ КМДП БИС СО СТРУКТУРОЙ "КРЕМНИЙ НА САПФИРЕ"
3.1. Модель КНС-транзистора в режиме полного обеднения
3.2. Модели изменений зарядов КНС структуры при действии ионизирующих излучений
4. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ОПТИМИЗАЦИИ И АЛГОРИТМЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАСЧЕТА
4.1. Постановка задачи оптимизации
4.2. Целевая функция и ее свойства
4.2.1. Нормализация независимых переменных

4.2.2. Геометрическая интерпретация целевой функции
4.2.3. Особые точки и линии целевой функции
4.2.4. Глобальный и локальный опшмумы
4.3. Методы решения задач оптимизации
4.3.1. Аналитические методы
4.3.2. Общая характеристика методов решения задач нелинейного программирования
4.3.2.1. Градиентные методы решения задач оптимизации
4.3.2.2. Безградиенгные методы решения задач оптимизации
4.3.2.3. Методы случайного поиска
4.3.2.4. Сравнение различных методов решения задач оптимизации методами нелинейного программирования
4.3.3. Методы решения задач оптимизации в математических пакетах программ
4.3.3.1. Минимизация функции ряда переменных в среде МаИшЬ

4.3.3.2. Оптимизация функции многих переменных в математическом пакете МаШСаб 2000
4.3.4. Метод решения оптимизационных задач с неявно выраженной целевой функцией
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КНС-СТРУКТУР С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ К ВОЗДЕЙСТВИЮ
ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
5.1. Расчет параметров КНС-структуры
5.1.1. Параметры электрофизической модели КНС и их
ограничения
5.1.2. Критерий чувствительности предельной дозы
5.1.3. Алгоритм определения параметров КНС
5.2. Алгоритм решения задачи оптимизации параметров КНС ИС
5.2.1. Многопараметричеекая квадратичная аппроксимация
5.2.1.1. Решение системы нелинейных уравнений
5.2.1.2. Оценка погрешности аппроксимации
5.2.2. Вывод целевой функции
5.2.3. Построение графиков приближенной целевой функции и
анализ ее поведения
5.2.3.1. Геометрическое представление результатов
5.2.3.2. Аналитический поиск оптимальных областей
5.2.4. Проверка (уточнение) оптимумов
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

в результате находим:

= 1*і
и, (2кта
(3.12)
Полученные уравнения позволяют численно находить характеристики КНС транзистора. Например, для нахождения порогового напряжения транзистора и„ необходимо в уравнениях (3.5), (3.6), (3.11) и (3.12) положить и8 = 2фг и найти ио как ио=иоя.
Для случая 2-х-слойного подзатворного диэлектрика (рис. 3.2), имеющего место, например, при защите фосфор-сшшкатным стеклом, аналогично предыдущему случаю можно записать следующие уравнения:
где е,,е2 - относительные диэлектрические проницаемости первого и, соответственно, второго слоев подзатворного диэлектрика;
Пь Е2 - напряженности электрического поля в соответствующих слоях диэлектрика;
Он - приведенный захваченный заряд на границе раздела слоев диэлектрика.
Из (3.13) и (3.16) получим напряженность поля в первом слое подзатворного диэлектрика Еу
ив-иоз+Ефі+ЕДз+иїте,
ив=-Е*и+и„в,
Qss — —£оЄзіЕ8.
д1ГЕ022Е2-Ео£2Е1,
Овв “Ч8вив =е0е5іЕв —ЕдЕЁ,!
(3.13)
(3.14)
(3.15)
(3.16)
(3.17)
ТІ —ТІ -ТІ _0ц*2

(3.18)
Обозначим знаменатель уравнения (3.18) через 1ох: