Сравнительный анализ трех моделей - Создание двумерной модели фотоприемной ячейки КМОП-ФД в среде приборно-технологического моделирования Sentaurus TCAD (Synopsys)
Удобство использования модели.
В модели №1, не имеющей дополнительных емкостей, процесс изменения величины емкости узла предполагает изменение непосредственно структуры прибора, что требует изменение командного файла технологического моделирования в программе DIOS и перерасчет технологической модели, затем редактирование файла структуры в программе Structure Editor и "прикрепление" к нему рассчитанной ранее в программе DIOS структуры профиля примеси, и только после этого - перерасчет прибора по электрофизической модели.
Модель №2 гораздо экономичнее первой по трудозатратам, однако тоже имеет неудобства: реализованные в ней с помощью редактора структуры Structure Editor, МОП-конденсаторы, подключенные к узлам ПУ и Т4, могут быть изменены только через редактирование файла структуры в этой же программе. Преимуществом модели №2 является отсутствие необходимости изменения командного файла технологического моделирования и последующего перерасчета техпроцесса модели. Однако у данной модели также есть недостаток: дополнительно введенные p+ области делают модель структуры фотоприемной ячейки большой по размерам и числу диффузионных областей, что увеличивает время электрофизического моделирования как вследствие увеличения количества узлов в модели, так и замедления сходимости.
Модель №3 лишена недостатков своих предшественниц. Технологическая модель, равно как и модель структуры в Structure Editor, создаются один раз, и более в процессе эксплуатации не редактируются. Для изменения подключенной к узлу емкости необходимо просто вписать необходимую величину емкости в файл электрофизической модели. Таким образом, отпадает необходимость редактирования файла технологического моделирования для программы DIOS и последующего пересчета технологической модели, отпадает необходимость редактирования файла структуры в программе Structure Editor. Кроме того, модель не имеет дополнительных p+ областей, что делает ее более компактной, а так же обеспечивает большую скорость расчетов электрофизических параметров структуры.
Скорость расчетов.
Скорости расчетов электрофизических параметров для трех моделей представлены в таблице 1. Очевидно, что модель №1, имеющая самые большие размеры структуры из всех трех, имеет самую медленную скорость расчета технологической и электрофизической модели. Размеры трех моделей приведены в таблице 1.
Также, для наглядного сравнения, для трех моделей в таблице 1 приведены примерные значения времен, которые требуются для изменения величины подключенных внешних емкостей. Как видно из таблицы, модель №3 дает возможность мгновенного изменения величины емкости, в отличие от первой и второй модели.
Таблица 1
Временные затраты на расчет электрофизтческих параметров для трех моделей
Модель №1 |
Модель №2 |
Модель №3 | |
Время, требуемое для изменения емкости элемента структуры |
Более 30 минут |
Около 10 минут |
Несколько секунд |
Скорость расчетов электрофизических параметров. |
Более 60 минут |
Около 40 минут |
Около 20 минут |
Размер модели по оси Х (мкм) |
9230 |
110 |
90 |
Создание командного файла для электрофизической модели структуры.
Следующим шагом после создания структуры модели является создание командного файла для электрофизической модели структуры в программе DIOS. В этом файле описывается режим работы прибора, условия его работы, параметры падающего света, точность расчетов и физические явления, учитываемые в модели.
Для корректной работы ячейки была создана временная диаграмма управляющих импульсов (рисунок 15). На основе нее в командном файле были заданы времена подачи импульсов и их величины для каждого контакта.
Рис. 15 Диаграмма управляющих импульсов
В условиях работы была задана температура среды, в нашем случае 250К (Температура была выбрана ранее для изучения темновых токов в модели).
В параметрах падающего света были заданы: длина волны падающего света, мощность в качестве переменного параметра, время освещения структуры светом, а так же ширина пучка света и высота, с которой освещается структура.
Длина волны падающего света была выбрана 535нм, что соответствует максимуму чувствительности в видимом диапазоне света. Мощность света впоследствии варьируется для различных экспериментов. Время освещения поверхности фотоприемного элемента 0,1 секунда. Этого времени достаточно, для накопления заряда фотодиодом, при этом электрофизические параметры рассчитываются достаточно быстро. Для идеализации модели, в фотоприемной ячейке свет падает только на фотодиод, при этом было так же исключено поглощение света поликремневым затвором.
В точности расчетов важным параметром является количество итераций. Чем больше количество итераций, тем выше точность эксперимента.
Для повышения производительности расчеты были разделены на восемь потоков, что позволило сократить время расчетов электрофизических параметров модели.
Похожие статьи
-
Моделирование фотоприемной ячейки КМОП-ФД требует создания трехмерной модели, так как в плоскости топологии элементы фотоприемной ячейки имеют разные...
-
Постановка задачи ВКР На предприятии ОАО "НПП "Пульсар" в рамках ОКР (опытно конструкторской разработки) "Фотик-10" разработаны первые в России матричные...
-
История развития КМОП-ФД Временной интервал появления КМОП-ФД является размытым. После обнаружения фоточувствительности диодных структур и создания...
-
Моделируемая фотоприемная ячейка, разработанная в ОКР "Фотик-10), имеет в своей основе ячейку два с половиной КМОП-ФД "два с половиной транзистора на...
-
Создание модели хранилища данных Модель хранилища данных будет создаваться на основе описания предметной области, сделанного во 2 главе. Хранилища данных...
-
В среде электронного ресурса ИИС "MD_SLAGMELT" (Рис. 6) для доступа к компоненту "моделирование" необходима учетная запись (пара логин/пароль) (Рис.7)....
-
Постановка задачи Целью работы является изучение основных этапов автоматизированного структурного проектирования технологических маршрутов: -...
-
Основные этапы имитационного моделирования - Имитационные модели информационных систем
Как уже отмечалось, имитационное моделирование применяют для исследования сложных экономических систем. Естественно, что и имитационные модели...
-
Понятие линейной стохастической сети Одним из важных этапов технологического проектирования электронных вычислительных средств является расчет запусков...
-
Достоинства и недостатки Simulink - Среда визуального моделирования Simulink
Важными достоинствами пакета MATLAB являются его открытость и расширяемость. Большинство команд и функций системы реализованы в виде текстовых m-файлов...
-
Построение модели предметной области с помощью описания структур данных и программного кода является классическим подходом в разработке ИС. Зачастую...
-
По заданному значению выбираем длину линии и удельное сопротивление линии. = 50 км; Марка провода ЛЭП: АС - 240 1.2 Расчет параметров модели...
-
Разработка физической модели базы данных На основе модели "сущность-связь" разрабатывается структура базы данных. Физическая модель для предметной...
-
Описание задачи Рассматривается угловое движение спутника, в котором в качестве органов управления используются двигатели-маховики. Полет в условиях...
-
Обозначение элементов моделирования При экспресс-анализе для описания бизнес-процессов и построении их моделей, использовался программный продукт...
-
При составлении бизнес-плана решаются задачи, которые можно сгруппировать в два раздела: собственно планирование, анализ результатов/ подготовка...
-
Для проверки соответствия требованиям ТЗ, была поставлена задача разработки 3-D модели корпуса Kyocera KD-PB1D79 при помощи системы AutoCAD. В этой части...
-
Сравнительный анализ известных инструментов моделирования Основной целью выбора стандарта функционального проектирования является соответствие...
-
В работе использовались следующее программное обеспечение для решения поставленных задач: AutoCAD, ANSYS Workbench, ANSYS Icepak. Система AutoCAD...
-
История создания - Среда визуального моделирования Simulink
MATLAB - одна из старейших, тщательно проработанных и проверенных временем систем автоматизации математических расчетов, построенная на расширенном...
-
Краткая характеристика предприятия АСБ "Беларусбанк" ОАО "АСБ Беларусбанк" в течение многих лет является неотъемлемой частью банковской системы страны,...
-
Формирование области многокритериального выбора вариантов Стоит задача о выборе марки автомобиля с их известными особенностями и характеристиками....
-
Проектирование БД на базе модели типа объект--отношение Имеется целый ряд методик создания информационно-логических моделей. Одна из наиболее популярных...
-
По критерию минимальной технологической себестоимости Вариант задания В2. Необходимо определить оптимальный вариант конструкции конденсатора МБМ. Задачу...
-
По Р. Шеннону (Robert E . Shannon - профессор университета в Хантсвилле, штат Алабама, США ), "имитационное моделирование - Есть процесс конструирования...
-
Конструкция современных электронно-вычислительных средств отличается значительной сложностью и разнообразием. Они представляют собой сложные комплексы,...
-
Описание пакета Simulink - Среда визуального моделирования Simulink
С помощью Simulink возможно быстрое создание, моделирование и управление детализированной блок-диаграммой системы, использующей предопределенные блоки....
-
Модель сущность-связь - модель данных, позволяющая описать концептуальные схемы предметной области. Для визуализации данной модели используются диаграммы...
-
Наиболее часто на практике семантическое моделирование используется на первой стадии проектирования базы данных. При этом в терминах семантической модели...
-
Применение ETL-инструмента - Создание модели хранилища данных
Результатом процесса сбора и моделирования данных стали файлы в различных форматах (.txt, .xls, .xlsx, .csv). К этим файлам относятся: - Файл...
-
Для разработки базы данных была выбрана СУБД Access так как, она имеет следующие преимущества перед другими СУБД: - Является реляционной; -...
-
После заполнения основной части бизнес-плана необходимо рассчитать потребность в финансовых средствах. В результате предварительного расчета определяется...
-
Модели организации данных Основой любой базы данных является реализованная в ней модель данных, представляющая собой множество структур данных,...
-
Введение - Создание модели хранилища данных
Особенностью Российской Федерации является резкое различие уровня развития регионов в зависимости от их территориальной принадлежности. Регионы...
-
Пусть в сборку входит n монтажников, Тогда - множество монтажников, участвующих в одном этапе - рабочие, участвующие в выполнении одной операций -...
-
2.1 Процесс проектирования БД на основе принципов нормализации представляет собой последовательность переходов от неформального словесного описания...
-
Процедуры синтеза информационных объектов - Методы анализа объектов и решений
Целью применения процедур синтеза информационных объектов является получение описания объекта произвольной сложности. Разработанная инвариантная...
-
Описание выполнения задания - Создание электронного банка данных ФГБУ "Заповедное Прибайкалье"
В результате оформили 2 лотка с карточками встреч, общим размером 10 гигабайт, с 1958 г. по 2015 г. Выполнено не менее 2300 фотографий, которые переданы...
-
Моделирование простейшего потока заявок
Цель работы: изучение свойств и характеристик пуассоновского (простейшего) потока. Сравнение теоретических и модельных значений полученных характеристик....
-
Генерация чертежей, Поддержка технологии OLE - Система твердотельного моделирования SolidWorks
После того, как конструктор создал твердотельную модель детали или сборки, он может автоматически получить рабочие чертежи с изображениями всех основных...
Сравнительный анализ трех моделей - Создание двумерной модели фотоприемной ячейки КМОП-ФД в среде приборно-технологического моделирования Sentaurus TCAD (Synopsys)