UltraEM®的Corner Sweep仿真实例

1 介绍

UltraEM可以使用Corner Sweep来仿真工艺变化对器件结构造成的影响，具体包含三种仿真模式：MonteCarlo仿真、Perturbation仿真与Corner仿真。

Monte Carlo可以模拟工艺变量的随机变化做指定次数的仿真，并生成相应数量的结果文件。

Perturbation仿真用线性模型来近似仿真结果与工艺变量之间的关系，适用于大多数工艺变化影响很小的情况。输出的结果文件表示工艺变化对结果数值造成的影响。

Corner仿真可以直接指定Corner Cases，即指定工艺变量的数值来完成仿真。

2 仿真操作流程          

2.1建立仿真算例

本文章用一个电感算例来说明此功能流程。

图2-1 螺旋电感三维示意图

2.1.1 新建工程

依次点击File > New > Project新建工程，如下图 2‑2。

图2‑2新建工程

2.1.2 导入设计文件

依次点击 File > Import > FDL 导入设计文件，如图 2‑3所示（如需该实例可以联系法动科技）。

图 2‑3导入设计文件

2.1.3查看工艺信息

点击Layer> Set Layer Data可打开层信息窗口查看工艺信息，如下图 2‑4。并且可点击View查看工艺信息的侧视图，如图 2‑5所示。本次仿真通过改变Metal5的厚度来探究金属层的厚度对S、L、Q、R等参数的影响。

图2‑4 查看工艺信息

图 2‑5 工艺信息侧视图

2.2Monte Carlo分析

Monte Carlo可以模拟工艺变量的随机变化做指定次数的仿真，并生成相应数量的结果文件。

在 MonteCarlo 分析之前，我们需要建立随机变量，它定义了一个平均值为0的高斯分布变量。

2.2.1定义随机变量

定义所有的随机变量都具有平均值为零的高斯分布，Sigma 定义标准差。随机变量也有一个可选的limit，limit 限制了随机变量取值范围的大小。Scaling 可以修改单个变量的变化范围，Corner 用于为任何随机变量设置固定值。

在UltraEM中点击Edit > Variable > Random来打开Random Variables窗口，如图 2‑6所示。

命名随机变量名字为dr，定义Sigma 为0.5，limit为3，Scale为3，表示dr的变化范围是[-3*3*sigma,+3*3*sigma]。如果需要仿真Corner Cases, 还可以为dr设置一系列的Corner值。Corner可以直接指定随机变量的值，如下图 2‑6中为dr变量定义了两个Corner：l = -1.5与h = 1.5。

图2‑6定义随机变量

2.2.2在工艺中设置随机变量

点击 Layer> Set Layer Data 打开工艺信息窗口如图 2‑8。修改metal5厚度为3+dr，代表工艺中metal5的厚度取值有随机性。

图2-7 螺旋电感侧视图

图2‑8添加随机变量

2.2.3开始Monte Carlo仿真

点击 Solve> Corner 要打开Corner的弹出窗口。选择窗口左侧的Monte Carlo，如下图 2‑9。

图2‑9选择Monte Carlo分析

在选择MonteCarlo之后，你需要填写Number of Simulations和From。Number of Simulations表示仿真的次数，并将生成相应数量的结果文件。From表示MonteCarlo仿真开始时的种子顺序，默认值为1。举个例子，进行两次MonteCarlo仿真，第一次设置Number of Simulations：100和From：1，第二次设置Number of Simulations：100和From：101。那么，从这两个分析中获得的结果文件的总和相当于一个分析设置的Number of Simulations：200和From：1。

完成MonteCarlo设置后，单击Solve > Run以运行仿真。

图 2‑10 开始仿真

2.2.4查看结果

仿真完成后，单击Result > Model Data，查看仿真结果。

图 2‑11 S参数

图 2‑12 L值

图 2‑13 Q值

图 2‑14 R值

本次MonteCarlo仿真取了两次随机变量dr=0.51274448617和dr=-0.552997725615，上述S参数、L值、Q值和R值是两次仿真得到的结果图。由结果可见，随着metal5厚度的变化，S参数和L值变化较小，但R值和Q值变化较为明显。 法动科技：

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　　审核编辑：汤梓红