Frage:
Simulationsmodell für Floating Gate
frasheed
2016-06-13 17:18:51 UTC
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Ich entwerfe eine nichtflüchtige Speicherzelle und die Gießerei hat kein Modell für Floating Gate. Also habe ich die spannungsgesteuerte Stromquelle verwendet, um das Floating Gate nachzuahmen. Für die Ausgabeeigenschaften hatte ich bereits die Messung eines zuvor hergestellten, speziell angefertigten Floating Gates und fügte den CSV-Dateilink für die Messungen in vccs ein. Jetzt muss ich zur Simulation das Floating Gate (in meinem Fall vccs) auf Prozessvariationen (PVT) testen. Für die Spannung ist es einfach das Inkrement der Spannung, für die Temperatur skaliere ich den Ausgang irgendwie basierend auf dem Temperaturwert. Für Prozessvariationen ist es jedoch nicht möglich, diese vccs zu verwenden. Kann mich jemand anleiten, ob ich das Floating Gate mit einem einfachen P-MOS-Transistor der von mir verwendeten Technologie nachahmen kann?

Ich habe online einige Artikel zum Simulationsmodell des Floating Gate gefunden:

  1. Trittfrequenzbasierte Simulation von Floating-Gate-Schaltungen unter Verwendung des EKV-Modells

  2. Praktisches Simulationsmodell eines Floating-Gate-MOSTransistors in Sub-100-nm-Technologien

  3. EIN SIMULATIONSMODELL FÜR FLOATING-GATE-MOSSYNAPSE-TRANSISTOREN

  4. Ein umfassendes Simulationsmodell für Floating-Gate-Transistoren

  5. ol>

    Bin ich auf dem richtigen Weg oder vermisse ich etwas? Hat jemand Erfahrung in der Modellierung des Floating Gates mit einfachen p-mos? oder hat jemand eine bessere Lösung?

    Danke

Kann ich aus Ihrer Aussage zur Verwendung eines VCCS annehmen, dass Sie sich mit der Modellierung des FN-Tunneling-Aspekts des Zellenbetriebs befassen?
@placeholder: Ja, das ist eines meiner Anliegen.Ich verklage VCCS, weil ich die Maße für die hergestellte FG in derselben Technologie habe.Ich verwende diese Messungen als Übertragungseigenschaften des VCCS.In meinem endgültigen Entwurf würde das Gate des FG mit nichts verbunden sein (schwebend) und ich werde die Source-Drain-Spannung zum Programmieren und das UV-Licht zum Löschen erhöhen.Mein Hauptziel ist es, ein ähnliches Gerät wie FG zu haben, für das ich die Simulation für Prozessecken (PVT) ausführen kann.
@placeholder: Entschuldigung, HCI (Hot-Carrier-Injektion) wäre mein Anliegen, da ich die Source-Drain-Spannung erhöhen würde, um das Gerät zu programmieren, und das Gate schwebt. P.S: Ich konnte den vorherigen Kommentar nicht bearbeiten, da die Bearbeitung innerhalb von 5 Minuten nach dem Kommentar erfolgen kann.
Einer antworten:
b degnan
2016-06-13 18:13:56 UTC
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Eines der schönen Dinge an Floating-Gate-Transistoren ist, wenn Sie sie in einem analogen Sinne verwenden, dass PVT nicht so wichtig ist, wie Sie tatsächlich mit dem Schwellenwert optimieren können, indem Sie Ladung auf dem Floating-Knoten hinzufügen oder entfernen span class = "math-container"> \ $ V_Q \ $ span>. Der einfachste Weg, ein Floating-Gate zu "simulieren", besteht darin, einfach eine Spannungsquelle an das Gate anzubringen, um einen effektiven Offset zu erzeugen.

Ich kann mir vorstellen, dass diese Papiere von Duffy, Hasler, Basu, Tor, stammen. und Krumenacher; Ich glaube jedoch nicht, dass ein Heißelektroneninjektionsmodell aufgrund von Stoßionisation (weshalb ich davon ausgehe, dass Sie einen pFET verwenden) in die Öffentlichkeit gelangt ist, aber ich halte mit diesen Kreisen nicht mehr Schritt. Kapitel 2 von Haslers Ph.D. Die Arbeit von Caltech unter Carver Mead gibt Ihnen die vollständige Modellierung für den nFET. Duffys Entwurf schwebt herum und er hat pFETs gemacht, aber meines Wissens hat er seine Arbeit nicht abgeschlossen. Die Quanteneffekte sind für das Tunneln sowohl für nFETs als auch für pFETs gleich. Die pFET-Physik für die Injektion ist jedoch unterschiedlich.

injection bands

Hier ist eine visuelle Beschreibung des Prozesses aus meiner Arbeit. Sie können Haslers Arbeit modifizieren, indem Sie die Wahrscheinlichkeit einer Stoßionisation und dann die Gate-Bedingungen ermitteln, die erforderlich sind, um das Elektron zum Gate anzuziehen. Sie können eine spannungsgesteuerte Stromquelle mit einem idealen BJT verwenden, um eine gute logarithmische Steuerung zwischen Gate und Drain zu erhalten, da die Barriere \ $ \ Phi_ {DC} \ $ span> steuert, was Sie modellieren möchten.

Ich verwende hierfür das EKV -Modell, aber es ist nur aufgrund meiner Implementierung etwas schlampig. Ich berechne tatsächlich zurück, was für die FETs-Daten aus der EKV 2.6-Extraktion erforderlich ist, und erhalte dann das Doping, und Sie können von dort aus fortfahren.

BEARBEITEN: Basierend auf den Kommentaren, die Strom durch einen pFET in EKV ohne Drainabhängigkeit wäre $$ I_ {f, r} = I_ {thp} \ ln ^ 2 \ left [1+ e ^ {\ left [{\ left (\ kappa \ left (V_b -V_g) + V_ {thp} \ rechts) \ rechts) - \ links (V_ {b} -V_ {s, d} \ rechts)} \ rechts] / \ links ({2 U_ {T}} \ rechts)} \ rechts ] $$ span> und dies gibt Ihnen eine Gleichung, in der das Oberflächenpotential \ $ \ kappa V_g \ $ span> ist, weil \ $ \ kappa \ $ span> ist der Kanalteiler. Dies ist es, was die Oberfläche steuert. Wenn Sie das Gerät "schweben" lassen, kommt es zu diesem kapazitiv gekoppelten Durcheinander: floating-gate

Das Oberflächenpotential in Bezug auf den neuen "Gate" -Anschluss ist $$ V_ {fg} = {V_ {Q}} + \ frac {C_ {in}} {C_T} V_g + \ frac {C_ {tun}} {C_T} V_ {tun} + \ frac {C_ {gd}} {C_T} V_ {d} + \ frac {C_ {gs}} {C_T} V_ {s} + \ frac {C_ {ox}} {C_T} V_b $$ span> Wenn der schwebende Knoten "negativer" wird, verschiebt sich daher der Schwellenwert vom Standpunkt des Gate-Eingangs. Ich beziehe mich immer auf alles von der Oberfläche, wenn ich diese Geräte verwende, da Sie sich dann nicht um unterschiedliche Kondensatorgrößen und -verhalten kümmern müssen.

Das Hinzufügen einer Spannungsquelle wäre der einfachste Weg.Danke für die ausführliche Erklärung :).
Eine Anmerkung: Obwohl das Floating-Gate idealerweise einen perfekten Spannungsversatz liefert, besteht die Realität des Layouts darin, dass überall kapazitive Teiler existieren.Darüber hinaus scheint der Drain aufgrund der Rückkopplung vom Drain zur Floating-Gate-Note eine größere DIBL zu haben.Stört es Sie, wenn ich frage, an welcher Institution Sie teilnehmen?Ich bin nur neugierig, ob es einer meiner Kollegen ist.Einige von ihnen sind mit Trickfragen verschlagen.
Ich komme aus der TU Dresden.Ich habe eine Verwirrung, können Sie mir einen Hinweis geben.Nach meinem Wissen wird beim Programmieren des Floating Gates die Schwellenspannung erhöht und es fließt weniger Strom durch das Gate.Ist es der gleiche Fall mit PMOS Floating Gate?weil die Messungen, die ich habe, einen höheren Strom für das Programm und einen niedrigen Strom für das nicht programmierte Floating Gate zeigen.
@frasheed Ich habe die Antwort um die Oberflächenreferenzen erweitert.Mir ist klar, dass Sie UV anstelle von Tunnelbau verwenden, aber ich habe es nie verwendet, weil wir so viel Metall verwendet haben.Entfernen Sie einfach die Tunnelverbindung.Ich kenne niemanden in Dresden, also viel Glück.Es gibt nur eine sehr kleine Gruppe von uns, die wissen, wie man diese Technologie gut einsetzt.Viel Glück.
@frasheed Ein letzter Gedanke: Wenn Sie sich entscheiden, etwas zu bauen, würde ich mich an Dr. Hasler von Georgia Tech wenden.Dr. Hasler weiß mehr über den Aufbau analoger Floating-Gates auf Standard-CMOS-Prozessen als fast jeder andere, und sie hat ein Faible für Studenten und Forscher.
Es wäre interessant zu sehen, wie die Verteilung mit dem Prozess für die Ladung auf dem Floating Gate und die Verteilung dieser Schwellenwert- "Quelle" ist, um PVT vollständig zu modellieren.
@placeholder Wenn Sie den Fall "Back from Fab" möchten, ist die Gebühr überall.Sie können Metall auf das Floating-Gate legen, damit es Ladung an GND "lecken" kann, oder Shibata und Ohmi hatten einen Schalter.Wenn Sie Prozessprobleme und Schwellenwertinkongruenzen kontrollieren möchten, müssen Sie die Floating-Gates wirklich programmieren.PVT kann durch Floating Gates für P, gutes Design für V und symmetrische Schaltkreise für T angegangen werden. Meine Arbeit bestand aus über die Temperatur robusten Subthreshold-Schaltkreisen.Ein gutes Papier zu PVT: " Ein Präzisions-CMOS-Verstärker mit Floating-Gate-Transistoren zur Offset-Unterdrückung ", 25uV-Offsets.
+1.Ich habe wirklich das Gefühl, dass es eine großartige Antwort ist, obwohl ich die Hälfte davon überhaupt nicht verstehen kann.
@dim Esoterische Geräte erhalten esoterische Antworten.Da ein pFET verwendet wird, handelt es sich um einen Standard-CMOS-Prozess.Wenn Sie können, verwenden Sie nFETs, wenn Sie einen FLASH-ähnlichen Prozess haben, weil sie eine bessere Injektion haben, aber CMOS-Prozesse haben Abstandshalter, um die heißen Elektronen zu absorbieren, um die Leckage vom Drain zum Gate gering zu halten.Grundsätzlich wurde eine Frage gestellt, die von vielleicht 100 Personen beantwortet werden konnte, und ich war zufällig einer von ihnen.Fragen wie diese sind wie Glücksspiele.
@bdegnan Dies ist der Eindruck, den ich hatte.Und deshalb wollte ich abstimmen.Ich bin manchmal ein bisschen traurig, dass beim Stackexchange die meisten Upvotes Antworten auf grundlegende Fragen zugewiesen werden.Mir ist aufgefallen, dass nur sehr wenige Belohnungen für Antworten verwendet werden, die ein sehr hohes Maß an Wissen über hochspezifische Fragen erfordern.Selbst wenn ich weiß, dass es nicht wirklich anders sein kann, ist dies meine Art, diese Tendenz umzukehren ... Damit nicht alle Stimmen zu offensichtlichen Antworten auf zu allgemeine Fragen führen ... Aber ich wirklich nichtIch habe * keine * Ahnung, was heiße Elektronen tun.Auf einem Donna Summer Song tanzen?
Und nur zum Spaß habe ich ein Kopfgeld darauf gesetzt ... * Ich brauche ein paar heiße Sachen, Baby heute Abend ... * Oh Mist, ich habe dieses Lied jetzt im Kopf.
@dim Ich könnte Ihnen einen kurzen Kurs zu diesem Thema geben, aber Dr. Haslers These (http://thesis.library.caltech.edu/2477/) wäre das endgültige Dokument auf diesen Geräten.Heiße Elektronen sind nur Elektronen mit höherer Energie, sodass Sie Barrieren überspringen können.Sie haben eine dielektrische Barriere in eV, Sie verleihen den Elektronen Energie und der Impuls, wenn Sie etwas "treffen", wird in Energie umgewandelt.Wenn diese Energie höher als der eV der Barriere ist, können Sie darüber springen.Donna Summers wäre so stolz ...
@dim Oh, und in Bezug auf Dr. Haslers These, Kapitel 2 speziell.
@bdegnan bedankt sich für den Vorschlag.Aber um ehrlich zu sein, denke ich, dass ich für dieses Leben auf dem Niveau bleiben werde, das gut zu meiner Rennstrecke passt.Ich behalte die * "Wie implementiere ich den Mosfet, den ich brauche, in Silizium?" * Fragen für die nächste Inkarnation.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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