ESD仿真为什么一定要用TCAD软件？

a5541330

各位前辈，我最近被安排做ESD仿真相关的工作，简单了解一下发现几乎都是用TCAD软件来做的，virtuoso软件相比之下缺少什么东西吗？用TCAD的话怎么拿到掺杂浓度等工艺参数呢？

问题可能过于小白，请大家不吝赐教

haozz

ESD少有现成的模型，性能受工艺还蛮大的，TCAD从工艺基础上仿真比较准确些

fei_SH

你做的应该是器件级别的仿真吧。本质上还是属于器件开发，所以还是用TACD。仿真就是为了定工艺参数啊，可能不太准，误差很大。
如果是产品的ESD仿真，就用电路仿真了。

a5541330

fei_SH 发表于 2023-5-26 10:11
你做的应该是器件级别的仿真吧。本质上还是属于器件开发，所以还是用TACD。仿真就是为了定工艺参数啊，可能 ...

感谢解答，我现在做的是电路设计，之前的是根据pdk来做ESD，现在是希望进一步提升静电防护效果，想仿真验证之前ESD的性能，请问是进行器件级仿真还是电路仿真合适呢，又有哪些指标需要验证呢？

david_reg

要在电路级别用SPICE类型的仿真器（比如spectre）仿真ESD电路的前提条件是需要有ESD器件放电的宏模型；因为PDK中提供的SPICE器件模型通常只对正常工作区域进行了建模，没有对ESD大电流放电的情况进行建模，因此很难直接用了验证ESD电路设计的好坏。
以下这篇文献提出了基于宏模型的仿真方案，可以参考一下试试。
[1] F. Zhang et al., ‘A Full-Chip ESD Protection Circuit Simulation and Fast Dynamic Checking Method Using SPICE and ESD Behavior Models’, IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 38, no. 3, pp. 489–498, Mar. 2019, doi: 10.1109/TCAD.2018.2818707.

Full-chip electrostatic discharge (ESD) protection circuit design verification is needed for complex ICs at advanced technology nodes despite being largely impractical due to the limitation of ESD device models and CAD tools. This paper reports a new circuit-level ESD protection design simulation and dynamic checking method using SPICE and ESD device behavior models which allows comprehensive, quantitative, and dynamic verification of ESD protection circuit designs at chip level-based entirely on ESD discharging functions. The new ESD protection circuit simulation method is validated using ICs designed and fabricated in a 28 nm CMOS. This ESD-function-based ESD circuit simulation method is technology independent, which can handle various ICs including complex multiple power domain circuits and ICs using nontraditional ESD protection structures.