UTMOST III
SPICE建模软件
UTMOST III可生成精确优质的SPICE模型, 以用于模拟、混合信号和RF的应用。UTMOST III 被世界领先的IC设计制造商 (IDM)、芯片制造厂和设计公司等所广泛应用,以用于数据采集、器件特性表征、模型参数提取以及模型验证等。
主要特点
  • UTMOST III 支持MOS, BJT, Diode, JFET, GaAs, SOI和TFT器件的特性表征和模型提取。
  • UTMOST III 提供最广泛的来自多家供应商的 测量设备选择。
  • 支持全面交互式、半自动及批处理三种操作模式。
  • 利用“橡皮带(rubberband)”技术进行实时模型调试。
  • 与SILVACO TCAD软件和Spayn统计程序整合, 用于前期硅模型的顺利开发。
  • 支持所有通用SPICE仿真器。
  • Silvaco强大的加密功能可以用来保护客户和第三方的知识产权
测试和分析环境
  • 灵活的测量和分析环境,用于器件特性表征和模型生成。
  • 广泛支持各类仪器及探测器驱动程序、器件模型、操作平台和商用电路仿真器。
  • 将器件特性表征和/或建模问题拆分为独立的测量和分析两部分工作。
  • 将测量结果存储于测量日志文件中,以用于将来的分析(搜索、均值),从而大大缩减了昂贵的探测时间。
  • 通用数据集合可用于提取多种模型。
  • 支持单个测试或单步重复操作。
  • 运用完备的内置提取算法库、灵活的用户定义局部优化策略、更具交互性的整体优化程序,或三者的结合来提取参数。
  • 以多种格式储存所提取的参数,包括在将来的模型提取过程中可作为初始估算值读回到UTMOST III 中的SPICE库格式。


UTMOST III采集实测数据或TCAD 仿真数据、提取参数、并提供精确优质的SPICE模型。

UTMOST III为器件表征和建模工程师的实际需要 提供了一个灵活高效的工作流程。


数据采集
  • 驱动大多数常用的直流分析器、交流分析器、电容表、转换矩阵控制器、脉冲发生器和示波器。
  • 控制大多数商用的自动和半自动探测器。
  • 驱动各种加热炉和热夹盘。
  • 采用全面交互式、半自动或批处理操作模式。
  • 单步重复操作,包括晶圆盒的控制。
  • 提供各种直流,交流,瞬态和电容测试规则选择,以用于MOSFET、BJT、Diode、JFET、GaAs、SOI、TFT和HBT模块。
  • 在已封装的器件或晶圆上进行所有的必要测量
  • 可接口到工艺和器件仿真器,以及Spayn统计参数分析工具
  • 广泛支持各种模型和电路仿真器

UTMOST III提供直观的综合菜单, 用于选择和驱动所有器件数据采集所需要的工具。

UTMOST III支持广泛的工具
支流分析器 交流分析仪 探头
B1500A
HP4141
HP4142
HP4145
HP4155/56
Keithley 236
Keithley 237
Keithley 238
Keithley 4200
Keithley S450
Tektronics 370/370A
Tektronics 371/371A
HP3577
HP8505
HP8510A,B,C
HP8720A,B,C,D,E
HP8722D
HP8751
HP8753A,B,C,D,E
HP8754
Wiltron 360
B2200/B2201
HP3488
HP3495
HP3852A
HP4084
HP4085
HP4086
Keithley 705
Keithley 706
Keithley 707
Keithley 7002
RACAL 1251

扫描仪 电容表
B1500A-B1520A
HP4262
HP4271
HP4284
HP4285
HP4192
HP4194
HP4274
HP4275, HP4276, HP4277
HP4279
HP4280
Keithley 590
Keithley 595
Alessi 4500
Alessi 5500
Cascade Summit
Electroglas 1034
Electroglas 2001
Electron
Karl Suss (PE100/PA200 II)
RK 680
RK 681
RK 1032
TKS 3000
TKS 4000
TKS 5000
TKS 6000
Tokyo
Wentworth MP-1100

参数提取
  • 包含完整的直流提取规则,以用于工艺监测和器件模型参数。
  • 灵活的局部优化程序可作为内建规则的替代或补充,以用于所支持的任何模型。
  • 支持BJT的参数抽取规则,包括从直流实测特性中提取电阻、击穿、饱和、泄漏、正向和反向增益、Early 电压、 拐点电流、结电容和基本Gummel-Poon参数。
  • 提供交流提取规则,用于截止频率、正向和反向的渡越时间、基极电阻,以及过剩相位参数。
  • 支持MOSFET的直流参数提取, 包括器件的 长度缩减值、宽度缩减值、阈值电压、低场迁移率、体效应、速度饱和率、电阻、击穿以及亚阈值斜率参数。
  • 支持重叠(overlap) 和结(junction) 电容的参数提取。

UTMOST III提取MOSFET参数,包括BSIM4。

UTMOST III提取参数,用于BJT(上图)、Diode、 JFET、GaAs、SOI、 TFT、 HBT和RF无源器件。

先进的参数提取方式
  • SOI模块可对所有晶体管特性进行表征,包括4/5端子器件、寄生的双极结型晶体管效应,以及体电流或反向栅极电流。
  • 实测s参数可被转换成h、z和y参数。
  • 支持标准式、校准式和两步式去嵌化程序,用于s参数的正确测量。
  • 包括用于BSIM1、BSIM2、BSIM3、BSIM4、MOS9和MOS11参数的特殊提取算法,适合于单个或多个不同尺寸器件。
  • 通用的多目标/多尺寸器件测量规则,用以实现SOI和 MOS技术
  • 拥有针对BSIM4, MOS11的栅极电流测量和参数提取的规则

参数优化
  • 提供灵活的局部参数优化工具和整体参数优化边界框。
  • 可同时优化多个不同尺寸的器件(多达36个器件),并且能将器件电流和电导同时作为优化目标。
  • “橡皮带(rubberband)” 交互式参数提取方式可使建模工程师监测参数变化对器件特性的影响。
  • 以图形化的方式更新仿真特性,来支持单尺寸或多尺寸器件的优化.
  • 支持实时多步优化。
  • 支持模型参数优化轨迹和优化程度图形显示

优化的MOS 模型(左),“橡皮带”用户界面(中), 和优化BJT模型结果(右)。


UTMOST III支持 Levenberg-Marquadt (LM)优化法 和Downhill Simplex(DS)优化法
模型生成
  • 广泛支持各种商用器件模型。
  • 生成SmartSpice、HSPICE™、Spectre™和ELDO™模型。
  • 提供快速内建SPICE仿真库(ModelLib静态链接:不如UTMOST IV灵活)。
  • 外部SPICE模式可连接至任何SPICE仿真器。
  • 支持模型参数格式转换
  • 宏建模和参数提取可用于无法被任何现有器件模型完全正确建模的器件。
  • 动态链接用户定义模型
  • 支持SmartSpice解释器(interpreter)模型
  • 使用ModelLib模型和快速内部求解器进行快速仿真

多尺寸器件的BSIM4模型提取

BJT器件的RF射频FT vs IC图形


BJT器件的RF射频S参数图形

宏建模功能
支持的SPICE模型

MOSFET模型 BJT模型 SOI模型
Berkeley Level 1
Berkeley Level 2
Berkeley Level 3
BSIM1
BSIM2
BSIM3
BSIM4
BSIMMG
BSIM5
PSP Level 1000
Philips Level 9
EKV
LDMOS Level 20
Philips Level 11
User models
HVMOS Level 88
HiSIM
Philips 30
Philips 31
Gummel-Poon
Quasi RC
IGBT
QBBJT
HBT
HICUM
MEXTRAM504
User models
Mextram 503
VBIC95
Philips Modella
Honeywell
FLORIDA FD
FLORIDA NFD
BSIM3SOI FD
BSIM3SOI DD
BSIM3SOI PD
STAG SOI
CEA/LETI
User models

MESFET模型 TFT模型
JFET
Statz
Curtice 1
Curtice 2
User models
TriQuint
TriQuint 3
Parker-Skellen
Amorphous TFT
Polysilicon TFT
RPI a-Si
RPI p-Si
User models


批处理模式操作



迁移率柱状图

UTMOST III操作
  • 支持手动、半自动、自动和批处理操作模式
  • 包含MOS、BJT、Diode、JFET、GaAs、SOI、 TFT和HBT的技术模块
  • 从TCAD工艺和器件仿真中自动转换TCAD器件特性表征
  • 对开发中的工艺,在批处理模式下对TCAD 数据进行详细参数提取,导出标称模型和最坏情况模型
  • 以Spayn格式保存模型参数和器件特性,用于统计参数分析和最坏情况模型的定义

MOS边沿斜率统计图

漏极长度散点图

SPICE建模服务
  • 具有从晶圆或封装部件提取精确的SPICE模型的领先工艺
  • 致力于提供快速高效低成本的模型
  • 提供MOS、BJT、 Diode、JFET、GaAs、SOI、 TFT和HBT的模型提取
  • 可提取直流,交流(s参数),电容,温度,噪声和 SPICE参数
  • 温度范围从摄氏-55摄氏度至+150摄氏度
  • 支持所有商用的SPICE模型
  • 模型验证遵循全球半导体设计协会(GSA: Global Semiconductor Association) Compact Modeling Council(CMC),以及IEEE测试程序#P1485的推荐
  • 可生成最坏情况和临界模型

UTMOST III 输入/输出


MULTI CORETOKEN