Попов Дмитрий Александрович

Моделирование субмикронных МОП-транзисторов с использованием нейронных сетей

2024 · ARTICLE · ru

В работе рассматривается возможность применения методов машинного обучения для моделирования вольт-амперных характеристик МОП-транзистора. Приведено обоснование замены приборно-технологического моделирования на модели полупроводниковых компонентов на базе нейронных сетей (ML-TCAD). Для иллюстрации подхода разработана модель для 130-нм МОП-транзистора и проведен расчет входных вольт-амперных характеристик (ВАХ).

Features of TCAD and SPICE Simulation of a Charged Particle Impact into a 6T SRAM Cell Manufactured Using the CMOS 28-nm Technology Node

2024 · ARTICLE · en

With a decrease in the size of transistors, the conditions arise when the impact of one particle affects several transistors in the composition of a memory cell. Therefore, during simulation it is not sufficient to take into account one transistor directly hit by a particle. In this study, a full-size 3D model of two n-channel transistors that are part of a 6T memory cell in which the charged particle enters is considered. A particle impact simulation procedure is proposed that makes it possible to calculate the current pulse after the impact in a TCAD simulator and the response of memory cell circuit to an impact in a SPICE simulator using SPICE models. This procedure allows combining the advantages of the TCAD and SPICE calculations and achieve consistency between accuracy and the speed of simulation. The issues of determining the parameters of the TCAD model of a particle impact, the occurrence of a current pulse after a particle impact near a transistor in the on state, and the influence of the current of this transistor on the operation of a memory cell are considered. A technique of specifying the complex distribution profiles of charge carriers induced by particle impact in a TCAD simulator is proposed. Several cases of particle impact with different linear energy transfer (LET) values are simulated and an example of determining the critical LET value for a 6T SRAM cell with a design code of 28 nm is shown. The tailored parameters of the physical structure of the transistor make it possible to simulate the characteristics of transistors manufactured using the 28-nm CMOS technology node.

TCAD Electrothermal Analysis of 3D GAAFET Structures for Future VLSI Circuits

2024 · CHAPTER · en

Анализ влияния радиационных эффектов на характеристики операционного усилителя с использованием универсальной SPICE-RAD-модели биполярных транзисторов

2024 · ARTICLE · ru

Операционные усилители широко используются в электронных системах, к которым предъявляются требования по стойкости к воздействию ионизирующих излучений. В связи с этим у разработчика ИС возникает необходимость проводить схемотехническое моделирование с учетом радиационных факторов. Основной проблемой этого метода моделирования операционных усилителей является отсутствие в SPICE-подобных программах адекватных моделей биполярных транзисторов, учитывающих влияние разных видов излучения. Существующие SPICE-модели биполярных транзисторов позволяют учитывать влияние гамма-квантов и нейтронов и имеют ряд недостатков. В работе представлены модели операционных усилителей, реализованные на транзисторном уровне. Для схемотехнического моделирования операционных усилителей с учетом радиационных эффектов предложена универсальная SPICE-RAD-модель, адекватно описывающая характеристики биполярных транзисторов до и после воздействия различных видов радиации. Представлены результаты моделирования основных электрических характеристик двух типов операционных усилителей (аналоги AD829, uA741) до и после воздействия ионизирующего излучения в диапазоне доз до 2 Мрад и в диапазоне мощностей доз 0,1-50 рад/с. Разница между экспериментальными и смоделированными характеристиками операционных усилителей составляет не более 20 %.

Оценка средствами TCAD стойкости ячеек памяти СОЗУ к воздействию ОЯЧ при уменьшении проектных норм до 28 нм

2024 · ARTICLE · ru

В статье представлена комбинированная TCAD-SPICE-модель для оценки стойкости ячеек памяти к удару одиночного ядра частицы (ОЯЧ), в которой учитываются физические параметры транзисторов, схемотехника ячейки памяти и параметры ударяющей частицы. Модель и программные средства откалиброваны для технологий КМОП с проектными нормами 90 нм, 65 нм. В работе приведены оценки стойкости ячеек памяти с разными проектными нормами 90-28 нм, оценки влияния параметров транзисторной структуры на стойкость и даны рекомендации по выбору параметров топологии и режима питания транзисторов для повышения стойкости к удару ОЯЧ. Результаты моделирования подтверждены результатами испытаний.

Анализ конструкции р-канального полевого транзистора с управляющим p-n-переходом

2024 · ARTICLE · ru

В работе приведены результаты приборно-технологического моделирования электрофизических параметров р-канального полевого транзистора с управляющим p-n-переходом. Рассмотрены три варианта конструкции выполнения, возможных при интеграции в составе высоковольтного комплементарного биполярного технологического процесса. На основе полученных данных выбран оптимальный вариант исполнения полевого транзистора по соотношению статических и динамических параметров.

Интеграция полевого транзистора с управляющим p-n-переходом в биполярный технологический процесс. Объемный кремний

2024 · ARTICLE · ru

Рассмотрены варианты конструктивного исполнения n-канального полевого транзистора с управляющим p-n-переходом, интегрируемого в высоковольтный комплементарный биполярный технологический процесс с изоляцией обратносмещенным p-n-переходом. Сформулированы критерии отбора моделей транзисторов по электрическим параметрам. С учетом критериев проведено приборно-технологическое моделирование на подложках объемного кремния. На основе полученных результатов проведен сравнительный анализ n-канального и ранее разработанного р-канального полевых транзисторов. Для оценки адекватности модели транзистора проведен ряд измерений статических параметров экспериментальных образцов, в т. ч. в экстремальном диапазоне температур, изготовленных по рассчитанному технологическому маршруту. На основе полученных данных выбран наиболее оптимальный вариант по соотношению статических и динамических параметров.

Developing E-Learning Courses in a Gaming Environment with an Integrated Assistant Bot for Secondary School Students

2023 · CHAPTER · en

Currently, information technologies are mainly used in higher education. At the same time, there are problems in the process of teaching secondary school students. Therefore, it is necessary to offer technologies that would increase the effectiveness of the learning process. Given the popularity of the Minecraft game and the development of the use of the chatbot, it is proposed to integrate these technologies. The paper investigates the use of various information technologies by secondary school students. As a result, conclusions are drawn about the need for the development of information technologies. The development of electronic training courses with an integrated assistant bot for secondary school students of courses on the basics of digital circuitry and programming in Python is described. The behavior of the assistant bot during training and completing course tasks is described. It is assumed that such an approach will increase the involvement of students in the learning process and homework.

Программно-аппаратный комплекс для определения параметров SPICE-моделей электронных компонентов для гражданских и специальных применений

2023 · ARTICLE · ru

Описан программно-аппаратный комплекс для исследования характеристик и определения параметров SPICE-моделей полупроводниковых приборов и компонентов ИС/БИС, работающих в условиях воздействия различных видов радиации и температуры в сверхшироком диапазоне.

Особенности TCAD-SPICE-моделирования удара заряженной частицы в 6T-ячейку статической памяти, изготовленную по КМОП-технологии с проектными нормами 28 нм

2023 · ARTICLE · ru

С уменьшением размеров транзисторов возникают условия, когда удар одной частицы затрагивает сразу несколько транзисторов в составе ячейки памяти. Вследствие этого при моделировании недостаточно учитывать один транзистор, в который непосредственно попадает частица. В работе рассмотрена полноразмерная 3D-модель двух n-канальных транзисторов, являющихся частью 6T-ячейки памяти, в которую ударяет заряженная частица. Предложен способ моделирования удара частицы, который позволяет рассчитать в TCAD-симуляторе импульс тока после удара, а в SPICE-симуляторе с применением SPICE-моделей – реакцию схемы ячейки памяти на удар. Данный способ дает возможность объединить преимущества TCAD- и SPICE-расчетов и добиться соответствия между точностью и скоростью проведения моделирования. Рассмотрены вопросы определения параметров TCAD-модели удара частицы, возникновения импульса тока после удара частицы рядом с транзистором во включенном состоянии, а также влияния тока этого транзистора на работу ячейки памяти. Предложен прием задания в TCAD-симуляторе сложных профилей распределения носителей заряда, индуцированных ударом частицы. Проведено моделирование нескольких случаев удара частиц с разными значением LET (Linear Energy Transfer) и показан пример определения критического значения LET для 6T-ячейки статической памяти с проектными нормами 28 нм. Подобранные параметры физической структуры транзистора позволяют моделировать характеристики транзисторов, произведенных по КМОП-технологии с проектными нормами 28 нм.