在STA流的背景下,寄生提取主要限于互連寄生效應的提取,而當提取深入研究晶體管的底層結構及其與金屬層的連接時,寄生提取變得更加有趣。隨著工藝技術向5nm及以下發展,這一點將變得尤為正確。
有據可查的是,與平面晶體管相比,從16nm/14nm開始的FinFET技術大大增加了必須提取的寄生值的數量。這些類似3D架構的鰭片會產生許多電容值,必須提取這些電容值才能準確模擬電氣行為,并最終模擬器件的時序特性。由于當今的2.5D寄生提取引擎是基于模式的,因此對于FinFET與平面晶體管技術,需要學習更多模式。需要為精度標準開發一套強大的模式,同時滿足不斷縮短的工藝推出周期,這給 EDA 和晶圓代工廠供應商帶來了巨大的壓力。
然而,對于考慮5nm及以下的新技術來說,還有另一個挑戰。在這些越來越小的幾何形狀下,鑄造廠面臨的挑戰是減少翅片的通道長度或寬度,以在同一區域內容納更多的澆口,同時試圖保持相同的電流密度。試圖通過三柵極實現來控制這些短通道長度已經導致了更高和更薄的鰭片,甚至更奇特的結構,如柵極全能,這涉及將柵極纏繞在稱為納米線的圓柱形結構上。其他變體涉及將這些電線變形為更橢圓形的形狀,稱為納米板或納米片。基于納米的結構以及較小程度上更高和更薄的FinFET的問題在于,這些結構在其物理輪廓中本質上變得更加非直線。
事實上,這些提議的形狀中有許多是曲線的,這就引出了一個問題:現在是時候更主流地使用稱為字段求解器的3D提取工具了嗎?您可能還記得,場求解器的優點是不需要模式匹配方法來估計寄生效應。相反,場求解器可以采用任意形狀,并通過求解復雜的電磁方程來計算 R 和 C 值。當然,分布式處理和基于切片的解決方案可以降低運行時成本。
轉向 3D 場求解器的另一個好消息是,鑄造廠認證變得更加簡單,因為世界領先鑄造廠的黃金價值是基于 3D 場求解器本身的。
Synopsys 提取技術長期以來一直是黃金寄生效應的標準參考,從使用 Raphael XT 的 TCAD 工具流到使用 QuickCap 的庫表征和關鍵網絡提取,最后是使用 StarRC 對互連寄生效應進行柵極級提取。這些工具共同提供了從工藝開始到最終芯片交付的完整解決方案。
無論工藝技術采用哪種方式,很明顯,3D場求解器將在工藝技術的發展和由此衍生的晶體管/柵極級架構中發揮主導作用。隨著代工廠轉向納米線和柵極全方位架構,提取5nm及以下的寄生效應將給參與這些技術開發的人員帶來全新的贊賞水平,尤其是一位前STA營銷人員。
審核編輯:郭婷
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