我们生活在一个受宇宙射线和高能中子冲击的放射性地球上。这些能量导致两大问题:第一是单粒子效应(SEE),它包括单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅 穿(SEGR),由此高能粒子会导致存储器的位翻转或触发而改变翻转它的值或引起器件损坏。这显然会导致整个系统暂时故障或无可挽回地失效。

第二个影响是放射性粒子剂量的积聚可引起晶体管中的阈移,这将导致长期可靠性问题。由于地球磁场的影响,这一点对于空基系统甚至航空电子尤为甚,但任何有很长生命周期的器件,如寿命长达20年的汽车,更需要关注这一点。对用于像高端服务器商业的子28nm工艺节点,设计团队也越来越重视单粒子效应,即使是在地面环境中,因为只需要很少的能量就能翻转位。

Silvaco能够从根本上来模拟这些影响。另外,最新近用于测量阈值偏移的解密技术允许精确分析这种长期的影响。除了软错误可靠性和总剂量分析,Silvaco的TCAD仿真也支持老化效应,如NBTI和HCI。

TCAD形成辐射分析的基础并从工艺配方建立器件的模型。一些建模可以在TCAD级进行,但多于一个器件的分析最好是通过使用TCAD建模来创建SPICE模型,然后在电路级分析完成。 Silvaco的模型提取功能创建了TCAD和SPICE仿真之间的桥梁。可以创建后辐射(或老化)紧凑模型,如建模电路考虑到了十年之后其可能的行为。此外,可以运行混合模式的TCAD与SPICE仿真,使得在单个器件上通过TCAD对辐射撞击进行的分析可以被传播,作为SPICE电路仿真分析的一部分。

沿撞击轨道网格细化的3D SEU仿真

 

In advanced technology nodes where power density increases, EM analysis is a key reliability verification step in a design flow. More resistive metal layers close to silicon make IR drop analysis critical to ensure functionality. Active device heating and its impact on EM and IR need to be considered concurrently. Silvaco provides EM/IR/Thermal analysis capabilities as part of its reliability suite of products.

InVar 热分析

Silvaco的SmartSpice电路仿真器支持台积电TMI2界面,使之能够支持FinFET工艺节点中的老化和自加热模式。

性能

TCAD
  • 单粒子烧毁(SEB)
  • 单粒子栅穿(SEGR)
  • 单粒子效应(SEE)
  • 总剂量含空穴脱陷(Hole De-trapping)模式
  • 剂量率
  • 沿撞击轨道的网格细化
  • NBTI和HCI
  • 混合模式TCAD/ SPICE仿真
Model Extraction
  • TCAD链接至SPICE,构建老化模式和后击模式
SPICE Simulation
  • 单粒子效应(SEE)和总剂量分析
  • 淬火模型
  • TMI2支持老化和自热
Custom Design
  • 全定制版图
  • 集成提取和DRC/ LVS
Invar
  • 模块至全芯片级分析
  • SPICE精度