Введение
1 Проблемы автоматизации измерений и контроля, моделирования и построения библиотек элементов СВЧ МИС 12
1.1 Основные принципы проектирования и производства СВЧ МИС 12
1.1.1 Состояние отечественных технологий, схема процесса проектирования и производства СВЧ МИС 12
1.1.2 Принципы организации производства, контроля качества технологии и функции используемых программных средств 16
1.1.3 Процесс автоматизации проектирования СВЧ МИС 20
1.1.4 Бизнес-процессы организации разработки СВЧ МИС
1.2 Автоматизация измерений СВЧ МИС, хранения и обработки результатов 24
1.3 Тестовые структуры для измерения характеристик СВЧ МИС
1.3.1 Обзор структур для измерения электрофизических параметров 28
1.3.2 Тестовые и калибровочные структуры для измерения СВЧ параметров МИС и их компонентов 29
1.4 Математические модели компонентов СВЧ МИС 32
1.4.1 Физико-технологическое и электромагнитное моделирование элементов СВЧ МИС 32
1.4.2 Модели компонентов СВЧ МИС в виде эквивалентных схем 36
1.4.3 Параметрические (масштабируемые) модели пассивных компонентов СВЧ МИС 38
1.4.4 Поведенческие модели компонентов СВЧ МИС 40
1.5 Библиотеки элементов СВЧ МИС и их структура 45
1.5.1 Общие сведения о библиотеках элементов 45
1.5.2 Типовой состав библиотеки элементов 47
1.5.3 Стандартизация библиотек элементов 49
1.5.4 Состояние разработки библиотек элементов за рубежом и в России 51
1.5.5 Выводы 52
1.6 Основные задачи исследования 53
2 Построение параметрических моделей пассивных и активных элементов СВЧ МИС 55
2.1 Методика построения параметрических моделей пассивных элементов СВЧ МИС на основе совместного использования ЭМ моделирования и СВЧ измерений 55
2.2 Построение параметрической модели тонкопленочного WSi резистора з
2.2.1 Определение поверхностного и контактного сопротивлений тонкопленочного резистора 58
2.2.2 ЭМ моделирование тонкоплёночного резистора 59
2.2.3 Построение параметрической модели тонкопленочного резистора 62
2.3 Построение параметрической модели МДМ конденсатора 65
2.3.1 Определение относительной диэлектрической проницаемости диэлектрика МДМ конденсатора 66
2.3.2 ЭМ моделирование МДМ конденсатора 68
2.3.3 Построение параметрической модели МДМ конденсатора 70
2.4 Построение параметрической модели квадратной спиральной катушки
индуктивности 74
2.4.1 Выбор эквивалентной схемы катушки индуктивности 74
2.4.2 Методика экстракции ЭС катушки индуктивности 77
2.4.3 Определение сопротивлений спирали и контактной линии катушки индуктивности 81
2.4.4 ЭМ моделирование катушки индуктивности 85
2.4.5 Построение параметрической модели монолитной спиральной катушки индуктивности 88
2.5 Сравнение поведенческих моделей элементов СВЧ МИС 91
2.5.1 Описание тестовой задачи 92
2.5.2 Результаты и выводы 93
2.6 Построение поведенческих моделей элементов СВЧ МИС методом обратного средневзвешенного расстояния 97
2.6.1 Построение поведенческих моделей активных и пассивных элементов СВЧ МИС 97
2.6.2 Построение поведенческой шумовой модели СВЧ транзистора 99
3 Разработка алгоритмов и программного обеспечения для автоматизации измерений СВЧ МИС и их элементов, хранения и статистического анализа данных, построения поведенческих моделей 107
3.1 Разработка алгоритмов и программного обеспечения для автоматизации измерений СВЧ МИС и их элементов 107
3.1.1 Разработка программы для написания, отладки и тестирования алгоритмов управления измерительными приборами 108
3.2 Разработка базы данных для хранения результатов измерений СВЧ МИС и элементов 111
3.2.1 Постановка требований 111
3.2.2 Разработка структуры базы данных 112
3.2.3 Программа для управления базой данных 113
3.3 Разработка программы статического анализа результатов измерений.. 115
3.3.1 Анализ задачи 115
3.3.2 Общее описание программы статистического анализа
3.4 Программное обеспечение для построения поведенческих моделей компонентов СВЧ МИС 120
3.5 Тестовые структуры для измерения параметров материалов и характеристик элементов СВЧ МИС
3.5.1 Тестовые структуры для GaAs рНЕМТ технологии 122
3.5.2 Тестовые структуры для GaN НЕМТ технологий 124
4 Разработка библиотек элементов СВЧ МИС на базе отечественных технологий и их использование при автоматизированном проектировании 127
4.1 Общее описание методики разработки библиотек элементов 127
4.2 Реализация методики разработки библиотек элементов СВЧ МИС
4.2.1 Объекты библиотеки элементов 131
4.2.2 Структура библиотеки элементов и её интеграция в САПР 141
4.2.3 Разработка структуры библиотек моделей элементов для САПР Indesys 146
4.3 Разработка библиотек элементов для отечественных GaAs и GaN технологий 149
4.3.1 Библиотека элементов 0,13 мкм тНЕМТ технологии 149
4.3.2 Библиотека элементов для 0,15 мкм GaN НЕМТ технологии 157
4.3.3 Библиотеки элементов 0,15 мкм GaAs рНЕМТ технологии 160
4.3.4 Библиотека элементов для 0,35 мкм GaAs рНЕМТ технологии 162
4.4 Копланарные усилители, разработанные с использованием библиотеки элементов 162
Заключение 168
Список литературы
