Process and Device Simulation for MOS-VLSI Circuits

P. دانشگاه آنتوگنتی جنوا، ایتالیا مدیر ناتو ASI اهمیت کلیدی مدارهای VLSI با تلاش‌های ملی در این زمینه در چندین کشور در سطوح مختلف (سازمان‌های دولتی، صنایع خصوصی، بخش‌های دفاعی) نشان داده می‌شود. در نتیجه تکامل فناوری آی سی در دو دهه گذشته، پیچیدگی اجزا از یک واحد به بیش از 400000 عملکرد ترانزیستور در هر تراشه افزایش یافته است. هزینه کم چنین سیستم های تک تراشه ای تنها با کاهش هزینه طراحی به ازای هر عملکرد و اجتناب از جریمه های هزینه برای خطاهای طراحی امکان پذیر است. بنابراین، ابزارهای شبیه‌سازی رایانه‌ای، در تمام سطوح فرآیند طراحی، به یک ضرورت مطلق و سنگ بنای دوران VLSI تبدیل شده‌اند، به‌ویژه که تحقیقات تجربی بسیار زمان‌بر، اغلب بسیار پرهزینه و گاهی اوقات اصلاً امکان‌پذیر نیستند. با کوچک شدن حداقل ابعاد دستگاه، نیاز به درک فرآیند ساخت به روش کمی حیاتی می شود. الگوهای ظریف، لایه های نازک اکسید، اتصالات سیلیکونی چند کریستالی، اتصالات کم عمق و کاشت آستانه، هر کدام نسبت به تغییرات فرآیند حساس تر می شوند. هر یک از این فناوری‌ها به سمت ساختارهای ظریف‌تر تغییر می‌کنند، نیاز به درک بیشتری از فیزیک فرآیند دارند. علاوه بر این، الزامات سخت‌تر برای کنترل فرآیند، درک حساسیت‌ها و استفاده از بهینه‌سازی برای به حداقل رساندن تأثیر نوسانات آماری را ضروری می‌سازد.

P. Antognetti University of Genova, Italy Director of the NATO ASI The key importance of VLSI circuits is shown by the national efforts in this field taking place in several countries at differ­ ent levels (government agencies, private industries, defense de­ partments). As a result of the evolution of IC technology over the past two decades, component complexi ty has increased from one single to over 400,000 transistor functions per chip. Low cost of such single chip systems is only possible by reducing design cost per function and avoiding cost penalties for design errors. Therefore, computer simulation tools, at all levels of the design process, have become an absolute necessity and a cornerstone in the VLSI era, particularly as experimental investigations are very time-consuming, often too expensive and sometimes not at all feasible. As minimum device dimensions shrink, the need to understand the fabrication process in a quanti tati ve way becomes critical. Fine patterns, thin oxide layers, polycristalline silicon interco~ nections, shallow junctions and threshold implants, each become more sensitive to process variations. Each of these technologies changes toward finer structures requires increased understanding of the process physics. In addition, the tighter requirements for process control make it imperative that sensitivities be unde~ stood and that optimation be used to minimize the effect of sta­ tistical fluctuations.