1、會(huì)計(jì)學(xué)1ESD防護(hù)防護(hù)(fngh)器件關(guān)鍵參數(shù)的仿真器件關(guān)鍵參數(shù)的仿真第一頁，共41頁。2/412022-6-24本章內(nèi)容本章內(nèi)容 ESD仿真中的物理仿真中的物理(wl)模型選擇模型選擇 熱邊界條件的設(shè)定熱邊界條件的設(shè)定 ESD器件仿真中收斂性問題解決方案器件仿真中收斂性問題解決方案 模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果的模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果的影響影響 二次擊穿電流的仿真二次擊穿電流的仿真第1頁/共41頁第二頁，共41頁。3/412022-6-24本章內(nèi)容本章內(nèi)容 ESD仿真中的物理模型選擇仿真中的物理模型選擇 熱邊界條件的設(shè)定熱邊界條件的設(shè)定 ESD器件器件(qjin)仿真中收斂性問題解

2、仿真中收斂性問題解決方案決方案 模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果的模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果的影響影響 二次擊穿電流的仿真二次擊穿電流的仿真第2頁/共41頁第三頁，共41頁。4/412022-6-24第3頁/共41頁第四頁，共41頁。5/412022-6-24第4頁/共41頁第五頁，共41頁。6/412022-6-24本章內(nèi)容本章內(nèi)容 ESD仿真中的物理模型選擇仿真中的物理模型選擇 熱邊界條件的設(shè)定熱邊界條件的設(shè)定 ESD器件仿真中收斂性問題器件仿真中收斂性問題(wnt)解解決方案決方案 模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果的模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果的影響影響 二次擊穿電流的仿真二次擊穿電流

3、的仿真第5頁/共41頁第六頁，共41頁。()extTh TTN7/41熱電極熱電極(dinj)的邊界條件：的邊界條件： 2022-6-24第6頁/共41頁第七頁，共41頁。8/412022-6-24本章內(nèi)容本章內(nèi)容 ESD仿真中的物理模型選擇仿真中的物理模型選擇 熱邊界條件的設(shè)定熱邊界條件的設(shè)定 ESD器件仿真中收斂性問題解決器件仿真中收斂性問題解決方案方案 模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果的影響的影響 二次擊穿二次擊穿(j chun)電流的仿真電流的仿真第7頁/共41頁第八頁，共41頁。9/412022-6-24第8頁/共41頁第九頁，共41頁。2022-6-24

4、10/411. 迭代次數(shù)不夠。這種情況下，雖然程序返回的錯(cuò)誤也迭代次數(shù)不夠。這種情況下，雖然程序返回的錯(cuò)誤也是不收斂，但是這并不算真正意義上的不收斂，只是是不收斂，但是這并不算真正意義上的不收斂，只是設(shè)置設(shè)置(shzh)的判別不收斂的條件太過苛刻。只要允的判別不收斂的條件太過苛刻。只要允許程序繼續(xù)往下算，是可以得到最終結(jié)果的。許程序繼續(xù)往下算，是可以得到最終結(jié)果的。 第9頁/共41頁第十頁，共41頁。2022-6-2411/412. 電學(xué)邊界條件設(shè)置電學(xué)邊界條件設(shè)置(shzh)不好引起的不收斂。不好引起的不收斂。這種情況一般發(fā)生在雪崩擊穿電壓的附近，這也這種情況一般發(fā)生在雪崩擊穿電壓的附近，這

5、也分兩種情況（如下圖所示）：分兩種情況（如下圖所示）： 無法完成從低壓區(qū)到雪崩擊穿區(qū)的轉(zhuǎn)變；無法完成從低壓區(qū)到雪崩擊穿區(qū)的轉(zhuǎn)變； 已經(jīng)看到電流的急劇增長(zhǎng)，但是無法完成曲線已經(jīng)看到電流的急劇增長(zhǎng)，但是無法完成曲線的回滯。的回滯。第10頁/共41頁第十一頁，共41頁。12/41兩種電學(xué)邊界條件設(shè)置兩種電學(xué)邊界條件設(shè)置(shzh)(shzh)引起的不收斂現(xiàn)象引起的不收斂現(xiàn)象2022-6-24第11頁/共41頁第十二頁，共41頁。13/412022-6-24第12頁/共41頁第十三頁，共41頁。14/412022-6-24第13頁/共41頁第十四頁，共41頁。15/412022-6-24 4. 工藝仿

6、真中網(wǎng)格設(shè)置得不好(b ho)，導(dǎo)致工藝仿真結(jié)果 中邊界的變形，有時(shí)候會(huì)形成一個(gè)十分尖銳的角 （如下圖所示），導(dǎo)致在器件仿真中無法收斂。第14頁/共41頁第十五頁，共41頁。16/412022-6-24第15頁/共41頁第十六頁，共41頁。17/412022-6-24第16頁/共41頁第十七頁，共41頁。18/412022-6-24 這種問題發(fā)生的原因主要在雪崩擊穿的這種問題發(fā)生的原因主要在雪崩擊穿的vanOverstraeten-deMan模型中。該模型在高場(chǎng)和低場(chǎng)情況模型中。該模型在高場(chǎng)和低場(chǎng)情況下采用的是兩組不同下采用的是兩組不同(b tn)的模型參數(shù)，這會(huì)導(dǎo)致低場(chǎng)和的模型參數(shù)，這會(huì)導(dǎo)致

7、低場(chǎng)和高場(chǎng)分界處（模型參數(shù)設(shè)置中高場(chǎng)分界處（模型參數(shù)設(shè)置中E0的設(shè)置值）電離系數(shù)的變化的設(shè)置值）電離系數(shù)的變化。 第17頁/共41頁第十八頁，共41頁。19/412022-6-24本章內(nèi)容本章內(nèi)容 ESD仿真中的物理模型選擇仿真中的物理模型選擇 熱邊界條件的設(shè)定熱邊界條件的設(shè)定 ESD器件仿真中收斂性問題器件仿真中收斂性問題(wnt)解決方案解決方案 模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真結(jié)果的影響的影響 二次擊穿電流的仿真二次擊穿電流的仿真第18頁/共41頁第十九頁，共41頁。20/412022-6-24第19頁/共41頁第二十頁，共41頁。21/412022-6-24第2

8、0頁/共41頁第二十一頁，共41頁。22/412022-6-24第21頁/共41頁第二十二頁，共41頁。23/412022-6-24 為避免上一節(jié)中所講述的模型參數(shù)設(shè)置的不正為避免上一節(jié)中所講述的模型參數(shù)設(shè)置的不正確引起的不收斂確引起的不收斂(shulin)現(xiàn)象，在做模型參數(shù)修正現(xiàn)象，在做模型參數(shù)修正時(shí)，時(shí)，b參量在高場(chǎng)和低場(chǎng)下的值最好等量減小或增大參量在高場(chǎng)和低場(chǎng)下的值最好等量減小或增大，a參量值最好等倍數(shù)變化。參量值最好等倍數(shù)變化。 第22頁/共41頁第二十三頁，共41頁。24/412022-6-24本章內(nèi)容本章內(nèi)容 ESD仿真仿真(fn zhn)中的物理模型選中的物理模型選擇擇 熱邊界條

9、件的設(shè)定熱邊界條件的設(shè)定 ESD器件仿真器件仿真(fn zhn)中收斂性問中收斂性問題解決方案題解決方案 模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真模型參數(shù)對(duì)關(guān)鍵性能參數(shù)仿真(fn zhn)結(jié)果的影響結(jié)果的影響 二次擊穿電流的仿真二次擊穿電流的仿真(fn zhn)第23頁/共41頁第二十四頁，共41頁。然與測(cè)試結(jié)果相去然與測(cè)試結(jié)果相去甚遠(yuǎn)。甚遠(yuǎn)。25/412022-6-24第24頁/共41頁第二十五頁，共41頁。26/41模型參數(shù)調(diào)整后直流仿真模型參數(shù)調(diào)整后直流仿真(fn(fn zhn) zhn)結(jié)果與測(cè)試結(jié)果的對(duì)比結(jié)果與測(cè)試結(jié)果的對(duì)比 2022-6-24第25頁/共41頁第二十六頁，共41頁。27/4120

10、22-6-24第26頁/共41頁第二十七頁，共41頁。28/412022-6-24第27頁/共41頁第二十八頁，共41頁。29/412022-6-24第28頁/共41頁第二十九頁，共41頁。30/412022-6-24 單脈沖單脈沖TLP波形瞬態(tài)仿真波形瞬態(tài)仿真(fn zhn)在待仿真在待仿真(fn zhn)器件兩端加一個(gè)上升沿為器件兩端加一個(gè)上升沿為10 ns，持續(xù)時(shí)間為，持續(xù)時(shí)間為100 ns的的TLP電流脈沖，如圖所示：電流脈沖，如圖所示： 第29頁/共41頁第三十頁，共41頁。31/412022-6-24第30頁/共41頁第三十一頁，共41頁。32/41單脈沖單脈沖TLP瞬態(tài)仿真結(jié)果與

11、瞬態(tài)仿真結(jié)果與TLP實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)(sh c)結(jié)果的對(duì)比結(jié)果的對(duì)比 2022-6-24第31頁/共41頁第三十二頁，共41頁。33/412022-6-24 因此單脈沖因此單脈沖TLP波形瞬態(tài)仿真只適用于觀波形瞬態(tài)仿真只適用于觀察各個(gè)關(guān)鍵參量在不同情況下的變化趨勢(shì)，察各個(gè)關(guān)鍵參量在不同情況下的變化趨勢(shì)，而不能用于準(zhǔn)確而不能用于準(zhǔn)確(zhnqu)評(píng)估各個(gè)關(guān)鍵參量評(píng)估各個(gè)關(guān)鍵參量的數(shù)值。的數(shù)值。第32頁/共41頁第三十三頁，共41頁。34/412022-6-24第33頁/共41頁第三十四頁，共41頁。35/412022-6-24第34頁/共41頁第三十五頁，共41頁。36/412022-6-24 每個(gè)電流脈沖下分別通過瞬態(tài)仿真得到一系列的電壓每個(gè)電流脈沖下分別通過瞬態(tài)仿真得到一系列的電壓(diny)響應(yīng)，響應(yīng)，如圖所示。如圖所示。第35頁/共41頁第三十六頁，共41頁。37/412022-6-24第36頁/共41頁第三十七頁，共41頁。38/412022