지금까지 실리콘은 고전압 전원 디바이스 애플리케이션에 가장 적합한 물질로 알려져 왔습니다. 그리고 최근에는 탄화 규소(SiC)와 질화 갈륨(GaN) 및 기타 물질 또한 주목을 받기 시작했습니다. 이 물질들은 와이드 밴드갭을 갖는 실리콘보다 뛰어난 성능을 보여줄 것으로 기대되고 있습니다. 그러나 이러한 와이드 밴드갭 물질의 경우 TCAD 시뮬레이션에서 매우 높은 정밀도가 요구되므로, 와이드 밴드갭 상태에 따라 TCAD 시뮬레이션 중에 어려운 문제가 발생할 수도 있습니다. 이에 대응하여, 실바코의 툴은 정밀도를 최대 160 비트까지 조정 가능한 Delaunay 메쉬를 사용하여 높은 시뮬레이션 정밀도를 실현할 수 있습니다.

파워 디바이스 설계는 TCAD로 시작됩니다. 이 가상 제조방식(virtual manufacturing)를 통해, 실제 웨이퍼를 사용하여 짧은 시간 내에 실행이 가능하며 비용도 크게 절감할 수 있습니다.

3D 트랜치 산화
3D SiC MOS 디바이스 시뮬레이션

 

TCAD 설계의 세계와 연결되지 않을 경우 TCAD 자체의 장점은 제한적인 것으로만 남을 것입니다. 파워 디바이스에 적용하는 프로세스를 설계하는 기술자는 디바이스를 설계하는 기술자와는 다릅니다. 여기서 필요한 것은 TCAD에서 SPICE로의 중개 역할을 하고, 시간과 비용이 드는 실제 웨이퍼를 사용하는 실험을 거치지 않고 회로 성능을 측정할 수 있는 요소입니다.

SPICE 모델을 생성하면 아날로그 설계의 경우와 마찬가지로 설계 공정을 진행할 수 있게 되며, 레이아웃 생성 및 기생 추출 후에 회로 시뮬레이션을 실행하고 성능을 판별합니다. TCAD와 SPICE의 모두 통합한 믹스드 모드로 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 이 일련의 과정을 반복해서 회로를 생성합니다.

또다른 중요한 단계는 신뢰성 분석입니다. 고전압이 있는 경우, 특히 전자 이동과 및 열에 관한 문제가 더욱 중요합니다. 전원 회로는 고에너지 입자(싱글 이벤트 효과 또는 SEE)의 영향을 받는 동시에, 싱글 이벤트 번아웃(SEB), 싱글 이벤트 게이트 파괴(SEGR)의 영향도 받기 쉬운 특성을 가지고 있습니다.

믹스드 모드에서 TCAD/SPICE시뮬레이션

 

실바코는 TCAD에서 모델링을 거쳐 PDK 생성에 이르기 플로우를 완전히 커버하는 툴을 제공합니다. 또 Invarian사의 인수를 통해 최근 실바코 제품 라인에 추가된 EM/IR/열 분석 툴을 포함한 설계 및 분석의 플로우 전체를 커버하는 툴도 제공하고 있습니다.

주요 기능

  • 실리콘, SiC, GaN
  • 와이드 밴드갭 시뮬레이션 – 물리적 모델, 들로네 메쉬 사용 가능, 80/128/160 비트의 정확도에서 선택 가능
  • 병렬 PAM 솔버
  • 믹스드 모드에서 TCAD/SPICE 시뮬레이션
  • 멀티-셀 대규모 구조 시뮬레이션 – IGBT IGBT 전류 농도
  • 견고성과 안정성이 뛰어난 트렌치 분리용 3D 산화을 포함하는 LOCOS 시뮬레이션
  • 싱글 이벤트 번아웃(SEB), 싱글 이벤트 게이트 파괴(SEGR), 싱글 이벤트 효과(SEE), 총 선량
  • 충돌 트랙에 따른 메쉬 세분화
Model Extraction
  • HiSIM_HV2.3 모델
  • 유기 트랜지스터, OLED에 적합한 TechModeler 빠른 피팅 기능
Model Extraction
  • 정밀 분석을 위한 병렬 SPICE
  • FastSPICE 의한 Full-chip 파워 IC 시뮬레이션
  • AMS 시뮬레이션
  • 과도 노이즈 분석
Model Extraction
  • 고속 몬테카를로 분석에 의한 시뮬레이션 실행 횟수 감소
  • 로컬 불일치 분석
  • 신속한 설계 반복을 위한 통계적 코너
  • AMS, HV, BCD 프로세스에 중점을 둔 폭넓은 파운드리의 PDK 지원
  • 풀 커스텀 레이아웃
  • 통합된 추출 및 DRC / LVS
Custom Design
  • 기생 리덕션
  • Design Analysis 설계 분석
  • 추출 넷리스트와 기생 비교
Invar
  • 블록 레벨에서 Full-chip 레벨까지 해석 가능
  • 초기 레이아웃 IR/EM 분석
  • 정밀 SPICE 시뮬레이션
  • 열 조건 설정 기능을 사용한 열악한 환경에서의 동작 분석