Comments
Description
Transcript
Keysight Technologies IC
Keysight Technologies IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用高精度パラメータ抽出 Technical Overview 02 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview IC-CAPとは IC-CAP（Integrated Circuit Characterization and Analysis Program）はDC/RF半導体デ バイスの特性評価／モデリング用の業界標準のソフトウェアで、高速デジタル／アナロ グ／パワー RFアプリケーション用の、正確でコンパクトなモデルを抽出できます。ICCAPには、測定器の自動制御、データ収集、グラフィック解析、シミュレーション、最 適化、統計解析が含まれ、技術者や回路デザイナの様々なモデリング・ニーズを満たし ます。これらの全てのプロセスは、柔軟で直観的なユーザーインタフェースに組み込まれ、 アクティブ／パッシブ／ユーザー定義デバイスや回路のモデル・パラメータを効率的か つ正確に抽出することができます。今日の最先端の半導体ファンドリや集積デバイスメー カー（IDM）は、シリコンCMOS、バイポーラ、ガリウムヒ素化合物（GaAs）、窒化ガリウ ム （GaN）などの多くのデバイス・テクノロジーのモデリングをIC-CAPに依存しています。 主な機能 - オープンなソフトウェア・アーキテク チャにより、モデリングに関する独自 の専門知識と手法を統合して最高の確 度を実現し、測定／抽出／検証手順の 柔軟な作成／自動化が可能 - B S I M3/ B S I M4、P S P、H i S I M、 HiSIM_HVなどの業界標準CMOSモデ ル用のターンキー抽出ソリューション により、短時間の学習時間で、最高確 度のモデルを実現 - Keysight NeuroFET、Rootモデル、高 周波BJT、MESFET、PHEMT、最先端 VerilogAモデルによる、ユニークな非 線形高周波モデル - ほ と ん ど の 商 用 シ ミ ュ レ ー タ（ADS、 HSPICE、Spectre、ELDOなど）へのダ イレクト・リンクにより、抽出モデルと、 回路デザイナが使用するシミュレータ との一貫性を確保 - IC-CAP Wafer Professionalによる、最 先端の完全なオンウエハー自動測定／ 特性評価環境 - 強力なデータ処理機能 03 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview IC-CAPと今日のモデリングの問題 変化の速い半導体業界は、製品の性能と歩 留まりを最大化し、タイムトゥマーケット を短縮し、製造コストを削減する必要に常 に迫られています。デバイスの小型化が進 むにつれて、正確なモデルを使用し、デバ イスの処理性能の統計的バラツキを管理す ることがますます重要になります。一般的 な回路の動作周波数は上昇を続け、 RFや マイクロ波の周波数レンジに入りつつあり ます。正確で収束性のよい回路シミュレー ションのためには、正確なデバイス・モデ ルが不可欠です。DCだけでなくRFやマイ クロ波の領域でもデバイスの動作を正確に 予測できるモデルを、回路デザイナは必要 としているのです。 さまざまなプロセス・テクノロジーの存 在により、独自のプロセスにすばやく適 応できる多様なモデルが求められていま す。モデリング・エンジニアが必要とす るモデリング・ソフトウェアには、標準 モデルで提供される範囲を超えてパラ メータを修正、拡張できる柔軟性が必要 とされています。性能を最適化し、バラ ツキを管理するために、デバイス・デザ イナとプロセス・エンジニアは正確なモ デルと統計解析機能を必要としています。 回路デザイナにとっても、これらの機能 はTypicalの性能とワーストケース動作を 知るために必要です。 デバイスのモデリングのために測定され るデータの量は急増しています。このた め、モデリング測定に数時間から数日か かり、可能な限り効率を上げることが重 要となっていますが、測定確度を犠牲に することはできません。測定制御ソフト ウェアをプローバのネイティブ・ソフト ウェアや各種測定器と組み合わせて使用 すれば、さまざまな温度での測定を自動 化できます。 IC-CAPは、これらの問題に応え、半導体企業の競争力を大幅に強化する 効果があります。 IC-CAPモ デ リ ン グ・ ソ フ ト ウ ェ ア は モ ジュラー製品のため、特定のモデリング・ シナリオに必要なモジュールだけを選択 することができます。IC-CAPソフトウェ ア環境はIC-CAPプラットフォームのコア であり、グラフィカル解析、パラメータ 抽出言語によるプログラミング、カスタ ム・モデルやユーザーインタフェースの 開発をサポートしています。解析モジュー ルは、シミュレーション、最適化、外部 シミュレータとのインタフェースのため のほとんどのモデリング・アプリケーショ ン に 必 要 で す。IC-CAPは、DC、LCRZ、 RFなど、さまざまな測定器をサポートし ています。 最先端の自動測定 ソリューション IC-CAP Wafer Professional（WaferPro） は、デバイス・モデリング自動化測定用の 最先端のソリューションです。IC-CAPプ ラットフォームの専用テスト・プラン環境 では、キーサイトやサードパーティのさま ざまな測定システムを使用してデータを 測定／処理することができます。 正確なキーサイト独自 モデルと業界標準モデル IC-CAPには、正確なモデルが付属してお り、最新のモデル・ライブラリを構築し て維持することができます。IC-CAPを使 えば、測定の自動化、デバイス性能のシミュ レート、データ抽出、モデル・パラメータ の最適化、統計解析、ワーストケース・モ デルの生成を1つの環境で実行できます。 IC-CAPには、ダイオード、BJT、MOSFET、 MESFET、HEMT、ノイズ、熱モデルなど の業界標準モデルとキーサイト独自のモデ ルのための抽出ルーチンが用意されていま す。抽出モジュールには、完全なDC-RF パラメータ抽出機能が備わっています。 さらに、IC-CAPはサード・パーティが開 発したモデルや抽出ルーチン、およびさ まざまな他のシミュレーション・ソフト ウェア・パッケージをサポートしている ので、広い範囲の要求に応えることがで きます。またIC-CAPは、VerilogAモデル もサポートしています。 RF/マイクロ波モデリング機能 高周波の正確なモデリングには、信頼で きる測定データが必要です。RF/マイクロ 波のテストと測定における強みを活かし て、 Keysight EEsof EDA は、 Keysight PNA、PNA-X、ENAシリーズなどのさま ざまなRF測定器用のモデリング・システ ムの構成を提供します。独自モデルおよ び業界標準モデルのためのIC-CAPのRF抽 出モジュールには、RF依存パラメータ抽 出機能が含まれており、高周波回路シミュ レーションに適合するモデルを生成する ことができます。 柔軟性の高いソフトウェア環境 IC-CAPはオープンで柔軟なソフトウェア・ アーキテクチャで動作します。キーサイト は多くの業界標準モデルや専用モデルの ターンキー・モデリング・ソリューション を提供していますが、ほとんどの測定／抽 出アルゴリズムをユーザーが修正すること ができます。IC-CAPパラメータ抽出言語 （PEL） や、新たにサポートしたPythonプロ グラミング環境を使用すれば、ユーザー独 自のモデルや抽出手法を定義してIC-CAP に直接追加することができます。必要な場 合は、IC-CAPオープン測定インタフェー スを使用して、測定器を制御するための独 自の測定ドライバを記述することも可能で す。また、IC-CAP GUI Studioを使ってカ スタム・ユーザーインタフェース・ダイア ログを実装し、カスタム・モデリング・パッ ケージをデザインすることもできます。 04 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview IC-CAPによる測定 デバイス・モデリングを成功させるには、 正確な測定データに加えて、測定ハード ウェアとモデリング・ソフトウェアとの 複雑な統合を完全に理解することが必要 です。IC-CAPソフトウェアは、キーサイ トの測定器とシステムを自動化する強力 なモデリング・ツールです。測定インタ フェースは、さまざまな測定器とモデリ ング・システムを、DC、CV、RF測定用 に構成するためのターンキー測定ドライ バを提供します。測定データは、IC-CAP に収集／保存され、パラメータ抽出やコ ンパクト・デバイス・モデリングの最適 化のために直接使用することができます。 サポートされる測定ドライバの一覧は、 10ページの表1を参照してください。 テスト・プランの実行ページとログ 情報表示機能。画面には、DUT情報、 このルーチンに含まれるすべての計 算データ（スポット・データ）も表示 されています。 IC-CAP Wafer Professional IC-CAPの 新 製 品WaferProは、 キ ー サ イ トの測定器（ベンチ・トップ測定器からパ ラメトリック・テスタまで）、サードパー ティのプローバ、スイッチ・マトリクス、 サーマル・チャックをドライブする機能 を備え、効率的な自動オンウェーハ測定 を さ ま ざ ま な 温 度 で 実 行 で き ま す。ICCAP WaferProは、IC-CAPプラットフォー ムに統合されます。優れた測定／プログ ラミング環境を備え、効率的な測定ルー チンのカスタム・ライブラリを利用して 測定時間を大幅に短縮できます。また、 測定ルーチンがIC-CAP環境に統合されて いるため、データを保存する前に、測定 データに対して後処理（スポット測定や指 標の計算、RFディエンベディング、直接 抽出など）を実行できます。データは、ファ イル・フォーマットまたはSQLデータベー ス・フォーマットで保存できます。掃引 デ ー タ は 通 常IC-CAP MDMフ ァ イ ル・ フォーマットで保存され、スポット測定 データはExcel .csvファイルに保存されま す。特に多くのデータを扱う場合には、 SQLデータベースを利用します。IC-CAP はデータベースからデータを参照するた め のAPIを 提 供 し て い ま す。WaferProで サポートされるプローバ、スイッチ・マ トリクス、サーマル・チャックの一覧は、 10ページの表2を参照してください。 WaferPro IC-CAP DataPro データをファイルまたはSQLデータベー スに保存した後に、IC-CAPデータ・プロ セッシング／選択ツール（DataPro）を使用 することにより、モデリング用のgolden （ゴールデン） /typical（代表的）ダイを簡単 に見つけることができます。DataProは測 定データの統計解析をさまざまな指標 （gm、リング・オシレータの周波数など） で行います。代表的（平均値）データやコー ナ・データを識別し、それらのデータを 他のツールにエクスポートしてターゲッ ト／代表的／コーナ・モデリングに使用 することができます。 05 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview IC-CAPによるモデルの抽出 代表的なモデリング手順には、デバイス・テクノロジーや最終回路アプリケーション（例えば、DC、高周波、この両方など）に基づい たモデルの選択、デバイスやデバイス・セットを評価するために必要な測定、測定データとシミュレートされたデータとの差を最小に するためにモデル・パラメータを計算するための抽出アルゴリズムの適用があります。最後の手順は、測定データから求めた内蔵のモ デル式またはカスタム・モデル式を使用してパラメータを計算するか、チューニング／最適化手法を用いて行われます。 IC-CAPには、独自の抽出手法を開発するために必要なプラットフォームとツールが用意されています。モデル抽出用のターンキー・ モデリング抽出パッケージは、キーサイトおよびサードパーティ・ベンダが販売しています。 IC-CAPプラットフォームは、以下の重要なツールを提供 - 最先端のグラフィカル・ユーザー・ インタフェース（GUI） IC-CAP GUIにより、測定／モデリング・ プロジェクトの作成／管理、データの 読み取り／調整／表示を、シングルま たはマルチ・プロット・ウィンドウを 使用して行うことができます。マルチ プロット・ウィンドウでは、無制限の プロットが可能で、容易に検索／ズー ムすることができます。 - PELとPythonプログラミング 測定データとシミュレーション・デー タ は、「 セ ッ ト ア ッ プ 」 と 呼 ば れ る IC-CAPユニットに体系化されます。各 セットアップは、データを後処理して 表示する機能を提供します。データの 後処理は、PELやPythonを使用してリ アルタイムで行われます。IC-CAP PEL は、簡単に学習できるHP Basicに似た 言語です。Pythonは新しいオブジェク ト指向の非常に強力な言語で、スピー ドと生産性を最大化します。 IC-CAP環境でのデータの加工、抽出／ 測定アルゴリズムの作成に使用され ます。 PELやPythonを使用すれば、対話形式で 新しいモデルや抽出ルーチンを開発した り、既存の抽出モジュールを修正でき、 IC-CAPが非常にオープンで柔軟な作業 環境になります。コード制御をIC-CAP 環境の外部で行うこともできます。 - 効率的なデータ管理 IC-CAPデータ・マネージャを使用すれ ば、データのインポート／エクスポー トをASCIIファイル・フォーマットで行 うことができます。このフォーマット （拡張子は .mdm）は、現在、デバイス・ モデリング業界の標準であり、多くの 測定器ツールがデータをIC-CAP固有の このフォーマットでエクスポートでき ます。この他に.csv、.s2p、.xlsなどの ファイル・フォーマットで、書き込み ／インポートすることも可能です。 IC-CAP SQLデータベース・リンクを 使用すれば、測定データをSQLデータ ベースに保存し、必要なデータを取り 出してモデリングで活用できます。 - さまざまな業界標準シミュレータに 対応 各IC-CAPプロジェクトでは、ユーザー 定義ネットリスト（通常はモデル・カー ド、オプションで抽出したサブサーキッ ト を 含 む ）を シ ミ ュ レ ー ト で き ま す。 IC-CAPシミュレータ・エンジンは、モ デルやサブサーキットのパラメータに 基づいてパラメータ・テーブルを作成 ／ 保 守 し ま す。IC-CAPに は3種 類 の SPICEシミュレータがあり、複数の外 部シミュレータ（表3に記載）へのダイレ クト・リンクを提供しています。解析 ライセンスには、Keysight ADSシミュ レータを使用して、リニア／トランジェ ント解析をシミュレートできる機能が 含まれています。 - 強力なオプティマイザ IC-CAPには13種類の最適化アルゴリ ズムが含まれています。さまざまな最 適化アルゴリズムを組み合わせて使用 することにより、モデルのフィッティ ングが向上します。多くのパラメータ を、多くの重み付きデータ・セットに 対して最適化できます。さらに、プロッ ト・オプティマイザと呼ばれる強力な ツールにより、PELで起動できる自動 化されたオプティマイザや手動チュー ナに対して、対話形式でダイナミック に最適化が行えます。プロット・オプ ティマイザは、パラメータ最適化タス クをオンザフライで即座に設定できる ユーザーインタフェースです。プロッ ト・オプティマイザを各IC-CAPプロッ トから表示し、目的のデータやシミュ レートされたデータを自動的にロード し迅速に調整／最適化することができ ます。 06 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview IC-CAPによるモデルの抽出（続き） - マクロを使用した自動化 抽出ルーチンでの個々のタスク、さらに は抽出ルーチン全体も、マクロを使って 自動化することができます。マクロは、 一連のIC-CAPコマンド、関数、PELプ ログラムを実行したり、ユーザー環境に 呼び出すプログラミング・ルーチンです。 マクロを使えば、R&Dが開発した抽出 手法を自動化し、ユーザー介入を最低限 に抑えることができるので、生産性向上 を目標としている生産部門にかかる負 担を軽減することができます。 - IC-CAP GUI Studio IC-CAP GUI Studioでは、ユーザー独 自 の カ ス タ ムGUIの 開 発 が 可 能 で す。 エンジニアは測定やモデリング手順を 簡 単 化 し た り、 自 動 化 す る の た め の GUIを開発できます。カスタマイズさ れ最適化されたUIモデリング環境は、 他のエンジニアや外部顧客に配布する ことも可能であり、GUIによりモデリ ング工程を容易に把握し、測定や抽出 を迅速に行うことができます。 CMOSモデリング IC-CAPは、すべてのCMC業界標準CMOS モデル （BSIM3、BSIM4、BSIMSOI、PSP、 HiSIM、HiSIM_HV）用の優れたターンキー 抽出パッケージを提供します。CMOS抽出 パッケージはすべて、共通のアーキテク チャを共有しているので、同じ測定デー タを使ってさまざまなCMOSモデルを抽 出できます。 パッケージは、以下の重要な機能を備え ています。 - 形状のスケーリングとビンニングによ る、DC、CV、温度依存のモデリング - 新しいユーザーインタフェースによる、 簡単なCMOSモデリング - オープンで柔軟な抽出手法。すべての パッケージに、特定のプロセス・テク ノロジーに合わせてカスタマイズでき る、信頼性の高い抽出手法が付属して います。 - 微調整や最適化が必要な場合は、抽出 プロセスで、定義済みオプティマイザ ／チューナ・ステップをガイド - 優れたマルチプロット・データ表示に よるプロットの作成／カスタマイズ機 能（形状や温度のスケーリング・プロッ トなど） - 完全なモデル・ドキュメントの自動作 成（HTMLフォーマット） - 測定／抽出プロセス時の不具合の自動 トラッキング／レポート作成 - 機 能 強 化 さ れ ス ケ ー ラ ブ ル なRFゲ ー ト・モデルとサブストレート抵抗モデ ルによる正確なRF抽出手法 - ターゲット・モデリング機能。既存の モデル・パラメータを起点に、新しい プロセス仕様に合わせたターゲット・ データ（スポット・データ）に合うよう にパラメータを修正可能 - コーナ・モデルのパラメータ抽出。プ ロセス・パラメータの統計的なばらつ きに基づいて、代表的なモデルやコー ナ・モデルのパラメータを抽出します。 作成されたコーナ・モデル・ライブラ リは、温度やバイアス設定などのさま ざまな条件で、サポートするすべての シミュレータを用いて検証が可能です。 CMOS抽出パッケージは、最新モデル・ バージョンに対応するために定期的に アップデートされています。サポートさ れるバージョン／シミュレータのアップ デート情報についてはWebページを確認 してください。 IC-CAPは、CMCコンパクト・モデルに加 えて、NXPのMOS Model 9、UCBレベル 2/3モデル、データ・ベースRoot MOSモ デル用に以前の抽出パッケージも提供し ています。CMOSモデリング・パッケー ジとそれらの製品番号については、表4を 参照してください。 07 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview IC-CAPによるモデルの抽出（続き） BJTモデリング MESFETモデリング BCTM VBIC BJTモデルVBICは、Vertical Bipolar Inter-Companyの 略 で、Bipolar Circuits & Technology Meeting（BCTM） 高 周 波MESFETお よ びPHEMTモ デ リ ン グ・パッケージには、以下のモデルの抽 出ルーチンが含まれています。 コンソーシアムが開発したパブリック･ド メイン・モデルです。疑似飽和、電子な だれ、基板効果をモデリングできます。 最新リリースには、セルフヒート効果も 含まれています。 高周波BJTモデリング・ パッケージ このパッケージには、数十年間BJTデバイ ス用の業界標準モデルとなっている Gummel-Poonモデル用の抽出機能が含 まれています。RFアプリケーションに最 適なGPモデル抽出のスペシャル・バージョ ンも含まれています。ここでは、 CV測定を、 Sパラメータ測定と置き換えることによ り、接合容量の抽出をより簡単にしかも 正確にしています。理想係数、ベース抵抗、 逆方向アーリ電圧を抽出するための手法 も改善されています。また、このパッケー ジでは、標準GPに加えて、AC動作とDC 動作の確度が向上するKeysight EEBJT2 モデル（修正GPモデル）を抽出することが できます。 さらに、このパッケージにはMEXTRAM （CMC業界標準BJTモデル）の抽出が含ま れ て い ま す。 抽 出 ル ー チ ン は、Philips/ NXP Research Labs、TU Delft、 Keysight EEsof EDAによる共同開発によ りIC-CAPに実装されました。このモデル はPhilips/NXP社内で広く使用され、非常 に堅牢で正確なことが実証されています。 Angelov-GaNモデル 窒化ガリウム （GaN）デバイスのモデリン グは、トラッピングや熱の電気特性に与え る影響を考慮する必要があり、厄介な問題 です。一般的なGaAs向けモデルではGaAs デ バ イ ス の 特 性 を 表 現 し き れ ま せ ん。 Angelov-GaNモデルはChalmers工科大学 のI. Angelov教授によって開発され、すぐ にGaNモデリングの業界標準になりまし た。Keysight W8533 IC-CAP AngelovGaNモデル・パラメータ抽出パッケージ は、Angelov-GaNモデルのパラメータ抽 出に必要な測定や、パラメータ抽出ルー チンを提供しています。DC/ネットワー ク・アナライザをサポートし、DC測定や ディエンベディングも含めたSパラメータ 測定が可能です。ユーザーはGUIに従って、 ステップバイステップでモデル・パラメー タを抽出できます。もちろんカスタマイ ズ も 可 能 で す。 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に は ADSを使います。 EEFET3/EEHEMT1モデル これは、大信号3端 ICやパッケージ・デバ イスのような、一般的なGaAsFETまたは HEMTアプリケーション用の経験的非線形 モデルです。DCとバイアス依存Sパラメー タ、時間遅延、準しきい値電流、Rdsのば ら つ き を 正 確 に モ デ リ ン グ し ま す。 Keysight EEsof EDAのオリジナル式に基 づくドレイン電流モデルや、相互キャパ シタンス効果を含むCgsおよびCgd用の高 度なモデルも含まれています。ドレイン 電流の静的なセルフヒート効果も考慮さ れています。このモジュールは、パッケー ジ寄生効果の自動抽出機能と合わせて、 高度に自動化されたパラメータ抽出手法 も提供します。HEMTはMESFETと似てい ますが、1つの大きな違いは、Gm対Vgs の 動 作 で す。EEHEMT1は、EEFET3の 上 位セットで、HEMTのGm圧縮をモデリン グするための一連の解析機能を備えてい ます。 Curtice、Statz MESFETモデル このパッケージには、業界標準MESFET モデルである、Curtice 2次、Curtice 3次、 Statz（Raytheon）用の抽出ルーチンが含 まれています。3つのモデルの差は、デバ イスのDC特性とAC特性を記述する経験則 です。IC-CAPは、DC測定とSパラメータ 測定を組み合わせてモデル・パラメータ を抽出します。 Root MESFET/HEMTモデル 大信号、3端子アプリケーション用の、プ ロセスおよび技術に依存しない、データ ベース・モデルです。このモデルは、周 波 数 変 動 も 含 め て、GaAs FETお よ び HEMTの非線形性をモデリングします。こ れらのモデルは、様々な形状に対してス ケーラブルで、抽出ルーチンではデータ 収集機能と高速モデル生成機能は自動化 されています。 Rootモデル・ジェネレータ・ソフトウェア・ ライセンスには、Root MESFET/HEMTモ デル生成機能が含まれています。 08 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview IC-CAPによるモデルの抽出（続き） Keysight NeuroFETモデル NeuroFETは測定ベースのモデルで、電荷 や電流を表現するためにArtificial Neural Network（ANN）を用いています。ANNは 単純なニューロンの接続と重み係数から 構成される関数です。この関数は無限回 微分可能で、高次の非線形性も良く表現 することができます。また、測定範囲外 の条件でも特性が良く一致し、シミュレー ションの収束性も良好です。 NeuroFETの利点： - すべてのバイアス条件で使用可能（ス イッチでのVds≦0でも使用可能） - テーブル・ベース・モデルと比較して、 DC、RFでの収束性が高い - テーブル・ベース・モデルと比較して、 低いパワーでの非線形特性の精度が 高い - バ イ ア ス 条 件 を 変 更 し た 際 のSパ ラ メータ解析がより高精度 - PAE解析がより高精度 - HEMT、FETのモデルとして利用可能 IC-CAP NeuroFET抽 出 パ ッ ケ ー ジ に は、 モデリングに必要なDC、Sパラメータの 測定機能だけでなく、ANNのトレーニン グ用プログラムも含まれています。作成 されたモデルは、ADSで解析することが できます。モデル検証には、モデル化に 使われた測定データだけでなく、非線形 測定のデータなどの他のデータを使用で きます。 サードパーティ・モデル オープンなフレームワークと コーディングによる柔軟な 開発環境の提供 オープンで柔軟なIC-CAPフレームワーク により、サードパーティも、IC-CAP GUI StudioとPEL機能を使って、モデルやICCAP環境でアドオンとして機能する抽出 パッケージのデザインや開発を行うこと ができます。IC-CAP GUI StudioとPELに より、専用のユーザーインタフェースと 関連する抽出ルーチンを使って、カスタ ム抽出パッケージをデザインし実装する ことができます。 BSIMSOI3v2およびEKV 2.6抽出パッケー ジは、ADMOS社が販売しています。 www.admos.de HiCUMおよびVBICExtraction Toolkitsは、 X-MOD社が販売しています。 www.xmodtech.com 09 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview 製品の構成 IC-CAP製品には、5種類の主なコンポーネントがあります。 - IC-CAPコア環境 IC-CAPシミュレーション／解析 IC-CAP測定器コネクティビティ IC-CAP Wafer Professional（WaferPro） IC-CAPデータ・プロセッシング／データ選択（DataPro） IC-CAPは、必要なモデリングおよび抽出機能に合わせて、完全なモデリング・プラットフォーム・バンドルとして、または個々のモジュー ルとしてお求めいただけます。このスイートに加えて、オンウェーハ自動化測定機能を搭載したIC-CAPWaferPro測定バンドルも発売し ています。これら5種類の基本コンポーネントに加えて、ターンキー抽出モジュールも用意されています（表4を参照）。 Keysight W8500 IC-CAP デバイス・モデリング・ プラットフォーム・バンドル Keysight W8500モデリング・スイートは、 デバイスや回路の測定やモデリングを開 始するための基本ツールを提供します。 85190Aモデリング・スイートは、以下の コンポーネントから構成されています。 - W8501コア環境 - W8502シミュレーション／解析 - W8520測定器コネクティビティ このモデリング・バンドルにより、カス タム抽出ルーチンのセットアップ、測定 器ドライバを使用したデータ測定、結果 の解析、シミュレーションの実行、抽出 パラメータの最適化が可能です。数百も のモデリング例が含まれていて、追加費 用なしにご自身のデバイスに合わせたモ デリング環境を構築できます。 Keysight W8511 IC-CAP Wafer Professional測定 バンドル W8511は、WaferProを 使 用 し てDC、 CV、RFの自動測定をオンウェーハで実行 するための機能を提供します。以下のコ ンポーネントで構成されています。 - W8501コア環境 - W8520測定器コネクティビティ - W8510 IC-CAP Wafer Professional （WaferPro） IC-CAP WaferProは、IC-CAPプ ラ ッ ト フォームと組み合わせることにより機能 し、自動テスト・プランの作成や実行が 行 え ま す。 詳 細 に つ い て は、W8510 WaferProのセクションを参照してくださ い。このバンドルには、シミュレーション・ モードでのテスト・プランの実行に必要 なW8502シ ミ ュ レ ー シ ョ ン ／ 解 析 モ ジュールは含まれていません。 Keysight W8501 IC-CAP コア環境 W8501は、IC-CAPのフレームワークです。 数学変換の実行、プロットのカスタマイ ズ、Pythonマクロの作成、PELを使用し た抽出ルーチンの作成を可能にします。 また、カスタムGUI作成のためのIC-CAP Studioも含まれています。詳細な関数ラ イブラリを内蔵し、Cプログラミング言語 によるユーザーインタフェース定義関数 の作成も可能です。このモジュールはす べてのIC-CAPアプリケーションで必要と なります。 また、W8501にはSQLデータベース用の APIも内蔵され、必要なデータを簡単に選 択してIC-CAP環境に読み込むことができ ます。 Keysight W8502 シミュレーション／解析 W8502はIC-CAPシミュレータのエンジン で あ り、 デ フ ォ ル ト・ シ ミ ュ レ ー タ の ADSや内蔵のSPICEシミュレータを使用 したり、さまざまな外部シミュレータと リンクすることによって、デバイスや回 路の性能のシミュレーション機能を提供 します。また、ADSによる線形シミュレー ション（DC、CV、AC）やトランジェント・ シミュレーション機能も備えています。 他シミュレータ （SPICE）と の リ ン ク は、 IC-CAPのオープン・シミュレータ・イン タフェースを使用して追加できます。サ ポートされるシミュレータのリンクおよび バージョンの一覧は、Webページで参照 してください。さらに解析モジュールには 堅牢かつ収束性の高い13種類の最適化ア ルゴリズムが含まれます。DataDisplayと PlotOptimizerも解析モジュールの一部と して提供されます。 Keysight W8520測定器 コネクティビティ W8520の測定ドライバにより、IC-CAPは、 デバイスや回路の特性評価に必要な測定 器の制御と自動化を行えます。表1は、内 蔵ドライバでサポートされるさまざまな 種類のキーサイト測定器を示しています。 このライセンスには、すべてのドライバ （C-V、DC、AC、タイムドメイン、ノイ ズ測定）が含まれます。 内蔵のターンキー・ドライバに加え、ユー ザ ー は、IC-CAPの オ ー プ ン 測 定 イ ン タ フェースやPELを使用して、他の測定器と のリンクを追加しGPIBバスに接続されて いる任意の測定器にライト／リード・コ マンドを送ることができます。 Keysight W8510 Wafer Professional（WaferPro） IC-CAPWaferProは、 オ ン ウ ェ ー ハDC/ CVおよびRF測定用にデザインされたテス ト・プラン・スイートです。WaferProを 使用すれば、ウェーハ・マップ情報、デ バイス情報、測定ルーチン、測定条件を 管理して、自動テストを作成／実行でき ます。WaferProは、さまざまな測定ルー チンを内蔵し、測定や後処理データの計 算をカスタマイズできる柔軟性も備えて います。測定された掃引データはIC-CAP MDMファイルに保存されますが、スポッ ト測定は.csvファイル（MS Excelカンマ区 切りファイル）に保存されます。大量の測 定が必要になる場合は、WaferProはデー タをIC-CAP SQLデータベースに保存する こともできます。このSQLデータベース はオンウェーハ測定のデータを扱うため に設計されており、さまざまなカスタム・ データに対応します。SQLiteとMySQLを サポートしています。WaferProは、キー サイトのパラメトリック407x/408xテス ト・システム、業界標準のさまざまな自 動／半自動プローバを含め、すべてのICCAP測 定 器 を サ ポ ー ト し て い ま す。 WaferProでサポートされるプローバ、ス イッチ・マトリクス、サーマル・チャッ クの一覧は、10ページの表2を参照してく ださい。 Keysight W8503データ・ プロセッシング／選択 IC-CAPデ ー タ・ プ ロ セ ッ シ ン グ ／ 選 択 ツール（DataPro）は、指定した測定データ 群のばらつきを解析できるだけでなく、 ゴールデン・ダイやコーナ・ダイを識別 す る こ と も で き ま す。DataProに は WaferProから直接データを渡せます。も ちろんIC-CAPのプロジェクト・ファイル を読み込むこともできます。統計解析は、 スポット・データと掃引データの両方を 扱うことができます。 10 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview 製品の構成：測定ドライバ 表1. IC-CAP W8520測定器コネクティビティ・ライセンスでサポートされる測定器ドライバ W8520測定器コネクティビティ・ドライバ サポートされる測定器 LCRZ測定ドライバ Keysight E4991A インピーダンス・アナライザ Keysight E4980AプレシジョンLCRメータ Keysight 4194インピーダンス・アナライザ1 Keysight 4271 1 MHzデジタル・キャパシタンス・メータ1 Keysight 4275マルチ周波数LCRメータ1 Keysight 4280 2 MHzキャパシタンス・メータ1 Keysight 4284プレシジョンLCRメータ Keysight 4285プレシジョンLCRメータ Keysight 4294AプレシジョンLCRメータ DC測定ドライバ Keysight B1500A半導体デバイス・アナライザ Keysight B1505Aパワー・デバイス・アナライザ／カーブ・トレーサ Keysight E5270シリーズ パラメトリック・アナライザ：E5270B、E5272A、E5273A Keysight B2900Aシリーズ プレシジョン・ソース／メジャー・ユニット Keysight 4156x半導体パラメータ・アナライザ Keysight 4140 pAメータ/DC電圧源1 Keysight 4141 DC電源／モニタ1 Keysight 4142xモジュラー DC電源／モニタ Keysight 4145x半導体パラメータ・アナライザ1 Keysight 4155x半導体パラメータ・アナライザ AC測定ドライバ Keysight PNAシリーズ Keysight PNA-Xシリーズ（Sパラメータ、利得圧縮、相互変調） Keysight ENAシリーズ Keysight E8356A 10 MHz ∼ 3 GHz1 Keysight E8357A 10 MHz ∼ 6 GHz1 Keysight E8358A 10 MHz ∼ 9 GHz1 Keysight N5250Aミリ波PNA、10 MHz ∼ 110 GHz Keysight 3577ネットワーク・アナライザ1 Keysight 8510ネットワーク・アナライザ Keysight 8702ネットワーク・アナライザ1 Keysight 8719ネットワーク・アナライザ Keysight 8720ネットワーク・アナライザ Keysight 8722ネットワーク・アナライザ Keysight 8753ネットワーク・アナライザ タイムドメイン測定ドライバ Keysight 54121T-54124Tデジタイジング・オシロスコープ1 Keysight 54510デジタイジング・オシロスコープ1 Keysight 54750 TDRオシロスコープ1 Keysight 8130パルス・ジェネレータ1 Keysight 8131パルス・ジェネレータ1 ノイズ測定ドライバ Keysight 35670Aダイナミック・シグナル・アナライザ 表2a. WaferProでサポートされるプローバ 表2b. スイッチ・マトリクス 表2c. サーマル・コントローラ ウエハープローバ：東京エレクトロン（TEL） スイッチ・マトリクス サーマル・コントローラ Cascade PS21 Keysight HP4070 1 Accretech Cascade Summit 12K Keysight 707/708 Cascade Summit Suss PA300 Keysight HP4080 1 Cascade PS21 Accretech UF3000 Keysight B2200 Temptronic TP032A 東京エレクトロン（TEL）P8、P12 東京エレクトロン（TEL） 11 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview 表3. サポートされるシミュレータ シミュレータ メーカー名 ライセンスの必要性の有無 ADS（hpeesofsim） Keysight EESof W8502解析モジュールに、リニア／トランジェント/Verilog-A シミュレータが付属しています。 MMSIM（SPECTRE） Cadence ライセンス要 HSPICE Synopsys ライセンス要 SABER Synopsys ライセンス要 ELDO Mentor Graphics ライセンス要 Spice3, spice2, PSPICE, HPSPICE 各メーカー W8502解析モジュールに含まれていますが、各シミュレータ （以前のシミュレータ）のサポートは終了しています。 製品の構成：抽出パッケージ IC-CAP抽出モジュールおよびモデル・ジェネレータ 以下のモジュールには、IC-CAPでパラメータ抽出を実行するために必要な、測定セットアップ、数学変換、抽出ルーチン、ドキュメ ント機能がすべて含まれています。 表4. その他のパッケージ デバイス・テクノロジー CMOS BJTとHBT MESFETとHEMT ダイオード 製品番号 モデル抽出パッケージ W8553 UCB BSIM3、ターゲット／コーナ・モデリング W8554 UCB BSIM4、ターゲット／コーナ・モデリング W8550 PSP抽出、ターゲット／コーナ・モデリング W8551 HiSIM2抽出、ターゲット／コーナ・モデリング W8555 HiSIM_HV抽出、ターゲット／コーナ・モデリング W8560 HiSIM2およびHiSIM_HV、ターゲット／コーナ・モデリング W8552 UCB BSIMSOI、ターゲット／コーナ・モデリング W8532 Keysight Root MOS W8541 Keysight HBT W8540 高周波BJT （EEBJT2）、Gummel-PoonとMEXTRAM W8542 VBIC W8530 Curtice、Cubic Curtice、Quadratic Statz-Pucel（Raytheon）EEFET3、EEHEMT1 W8531 NeuroFET W8532 Keysight Root MESFET/HEMT W8533 Angelov-GaN W8532 Keysight Rootダイオード ソフトウェア・ライセンス 各々のIC-CAPモジュールは、次の2つのライセンス形式での使用が可能です。 ノード・ロック・バージョン-1台のワークステーションでのみ実行可能。ネットワーク・ライセンス・バージョン-ネットワーク上の複 数のワークステーションで実行でき、複数の作業チームにより本ソフトウェアを共有できます。 どちらのライセンスも、FLEXlmライセンス管理システムを使用しています。これら2つの形式は、自由に組み合わせることができます。 例えば、ある測定器ドライバのノード・ロック・バージョンを特性評価ラボのワークステーションで使用し、解析モジュールのネットワー ク・ライセンス・バージョンを解析のためにエンジニアのチームで共有できます。 12 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview ワールド・ワイド・ウェブ キーサイトのWebサイトには、パッチのダウンロード、不具合とその解決法、オンライン技 術サポートを提供する、特別のサポートWebエリアがあります。また次のような、Keysight EEsof EDAの技術サポートおよび他のサービスにアクセスするためのリンクもあります。 - ニュースとお知らせ - オンラインおよび電話による技術サポート - 製品マニュアル・アプリケーション・ノート - 製品マニュアル・アプリケーション・ノート - カスタマー教育 - オンラインおよび電話による技術サポート - アプリケーション例やユーザーディスカッション・フォーラムのあるナレッジセンター サポートとトレーニング Keysight EEsof EDAは、カスタマー教育コース、技術サポート、カスタム・ソリューション・ サービスを通して、ユーザーが十分にIC-CAPを利用していただけるようにサポートを行なっ ています。 IC-CAPの使用を迅速かつ効率的に開始できるように、カリフォルニア州サンタローザ（米国） にあるKeysight EEsof EDAの施設などさまざまな場所で、3日間の総合コースが開催されてい ます。 サポート契約には、最新のアップデート等をお届けするための、自動ソフトウェア・アップデー ト、EDAナレッジ・センター・ウェブサイトのご利用も含まれます。 13 | Keysight | IC-CAPデバイス・モデリング・ソフトウェア 半導体デバイス・モデリング用 高精度パラメータ抽出 - Technical Overview myKeysight www.keysight.co.jp/find/mykeysight ご使用製品の管理に必要な情報を即座に手に入れることができます。 契約販売店 www.keysight.co.jp/find/channelpartners キーサイト契約販売店からもご購入頂けます。 お気軽にお問い合わせください。 www.keysight.co.jp/find/eesof www.keysight.co.jp/find/eesof-iccap © Keysight Technologies, 2010 - 2015 Published in Japan, March 26, 2015 5965-7742JA 0000-00DEP www.keysight.co.jp