ಫೋಟೊನಿಕ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿನ್ಯಾಸ

ನ ವಿನ್ಯಾಸದಾಟದಸಂಯೋಜಿತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್

ಫೋಟೊನಿಕ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು.ಚಿತ್ರಅನೇಕ ಬಹುಭುಜಾಕೃತಿಯ ಆಕಾರಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಪದರಗಳನ್ನು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 10 ರಿಂದ 30) ಪ್ಯಾಟರ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಜಿಡಿಎಸ್‌ಐಐ ಸ್ವರೂಪದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫೈಲ್ ಅನ್ನು ಫೋಟೊಮಾಸ್ಕ್ ತಯಾರಕರಿಗೆ ಕಳುಹಿಸುವ ಮೊದಲು, ವಿನ್ಯಾಸದ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಪಿಐಸಿಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದು ಬಲವಾಗಿ ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಾಗಿದೆ. ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಅನೇಕ ಹಂತಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ: ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟವು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ (ಇಎಂ) ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಆಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಉಪ-ತರಂಗಾಂತರ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೂ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಸೀಮಿತ-ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಸಮಯ-ಡೊಮೇನ್ (3 ಡಿ ಎಫ್‌ಡಿಟಿಡಿ) ಮತ್ತು ಐಜೆನ್‌ಮೋಡ್ ವಿಸ್ತರಣೆ (ಇಎಂಇ) ಸೇರಿವೆ. ಈ ವಿಧಾನಗಳು ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪಿಐಸಿ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಅಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿದೆ. ಮುಂದಿನ ಹಂತವು 2.5 ಆಯಾಮದ ಎಮ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸೀಮಿತ-ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಕಿರಣದ ಪ್ರಸರಣ (ಎಫ್‌ಡಿ-ಬಿಪಿಎಂ). ಈ ವಿಧಾನಗಳು ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಕೆಲವು ನಿಖರತೆಯನ್ನು ತ್ಯಾಗ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಮಾತ್ರ ನಿಭಾಯಿಸಬಲ್ಲದು ಮತ್ತು ಅನುರಣಕಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಮುಂದಿನ ಹಂತವು 2 ಡಿ ಎಮ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್, ಉದಾಹರಣೆಗೆ 2 ಡಿ ಎಫ್‌ಡಿಟಿಡಿ ಮತ್ತು 2 ಡಿ ಬಿಪಿಎಂ. ಇವುಗಳು ಸಹ ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಸೀಮಿತ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಅವು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಆವರ್ತಕಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಮುಂದಿನ ಹಂತವೆಂದರೆ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಚದುರುವ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಘಟಕವನ್ನು ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು output ಟ್ಪುಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಒಂದು ಘಟಕಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಸಂಪರ್ಕಿತ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಹಂತದ ಶಿಫ್ಟ್ ಮತ್ತು ಅಟೆನ್ಯೂಯೇಷನ್ ​​ಅಂಶಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳು ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿವೆ. ಇನ್ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸರಣ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಗುಣಿಸುವ ಮೂಲಕ output ಟ್ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ (ಇದರ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಎಸ್-ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಘಟಕದ ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು output ಟ್ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು output ಟ್ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ಗಳನ್ನು ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಗುಣಿಸುತ್ತದೆ. ಮೂಲತಃ, ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅಂಶದೊಳಗಿನ ಪ್ರತಿಬಿಂಬವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತಿ ಆಯಾಮದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಸರಣ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ಗಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ. ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, 3D EM ನಿಂದ ಪ್ರಸರಣ/ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗೆ, ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪದರವು ವೇಗ ಮತ್ತು ನಿಖರತೆಯ ನಡುವಿನ ವಹಿವಾಟನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸಕರು ವಿನ್ಯಾಸ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಲು ತಮ್ಮ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಗತ್ಯಗಳಿಗಾಗಿ ಸರಿಯಾದ ಮಟ್ಟದ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕೆಲವು ಅಂಶಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣ ಪಿಐಸಿಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್/ವರ್ಗಾವಣೆ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಹರಿವಿನ ತಟ್ಟೆಯ ಮುಂದೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸರಿಯಾದ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಖಾತರಿಪಡಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ತಪ್ಪಾಗಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಮಾರ್ಗದ ಉದ್ದಗಳು, ಉನ್ನತ-ಆದೇಶದ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ವಿಫಲವಾದ ಮಲ್ಟಿಮೋಡ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಪರಸ್ಪರ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಎರಡು ತರಂಗ ಮಾರ್ಗಗಳು ಅನಿರೀಕ್ಷಿತ ಜೋಡಣೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸುಧಾರಿತ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಪರಿಕರಗಳು ಪ್ರಬಲ ವಿನ್ಯಾಸ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ವಿನ್ಯಾಸದ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಹಾಳೆಯ ಅಪಾಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನುಭವ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ಜ್ಞಾನದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ವಿನ್ಯಾಸಕರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ಜಾಗರೂಕತೆ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಪರಿಶೀಲನೆ ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ವಿರಳವಾದ ಎಫ್‌ಡಿಟಿಡಿ ಎಂಬ ತಂತ್ರವು ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಮೌಲ್ಯೀಕರಿಸಲು 3 ಡಿ ಮತ್ತು 2 ಡಿ ಎಫ್‌ಡಿಟಿಡಿ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣ ಪಿಐಸಿ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ನೇರವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಯಾವುದೇ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಸಾಧನವು ಬಹಳ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಚಿತ್ರವನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟವಾದರೂ, ವಿರಳವಾದ ಎಫ್‌ಡಿಟಿಡಿ ಸಾಕಷ್ಟು ದೊಡ್ಡ ಸ್ಥಳೀಯ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ 3D ಎಫ್‌ಡಿಟಿಯಲ್ಲಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ಪರಿಮಾಣದೊಳಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಆರು ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಸಮಯ ಮುಂದುವರೆದಂತೆ, ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಹೊಸ ಕ್ಷೇತ್ರ ಘಟಕವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಹೀಗೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಹಂತಕ್ಕೂ ಸಾಕಷ್ಟು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಬಹಳ ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ವಿರಳ 3D ಎಫ್‌ಡಿಟಿಯಲ್ಲಿ, ಪರಿಮಾಣದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಹಂತದಲ್ಲೂ ಪ್ರತಿ ಹಂತದಲ್ಲೂ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವ ಬದಲು, ಕ್ಷೇತ್ರ ಘಟಕಗಳ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಅನಿಯಂತ್ರಿತವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಹಂತದ ಹಂತದಲ್ಲೂ, ಕ್ಷೇತ್ರ ಘಟಕಗಳ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಿತಿಗಿಂತ ಕೆಳಗಿರುವ ಕ್ಷೇತ್ರ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಕೈಬಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ರಚನೆಗಳಿಗೆ, ಈ ಗಣನೆಯು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ 3D ಎಫ್‌ಡಿಟಿಗಿಂತ ವೇಗವಾಗಿ ಹಲವಾರು ಆದೇಶಗಳಾಗಿರಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರಸರಣ ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸುವಾಗ ವಿರಳವಾದ ಎಫ್‌ಡಿಟಿಡಿಗಳು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಈ ಸಮಯದ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಹೆಚ್ಚು ಹರಡುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪಟ್ಟಿಗಳು ತುಂಬಾ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕಿರಣದ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್ (ಪಿಬಿಎಸ್) ಗೆ ಹೋಲುವ 3D ಎಫ್‌ಡಿಟಿಡಿ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನ ಉದಾಹರಣೆ ಸ್ಕ್ರೀನ್‌ಶಾಟ್ ಅನ್ನು ಚಿತ್ರ 1 ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1: 3D ವಿರಳ ಎಫ್‌ಡಿಟಿಯಿಂದ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು. (ಎ) ರಚನೆಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವ ಉನ್ನತ ನೋಟವಾಗಿದೆ, ಇದು ನಿರ್ದೇಶನ ಕೋಪ್ಲರ್ ಆಗಿದೆ. (ಬಿ) ಅರೆ-ಟೆ ಪ್ರಚೋದನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನ ಸ್ಕ್ರೀನ್‌ಶಾಟ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ಎರಡು ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳು ಅರೆ-ಟಿಇ ಮತ್ತು ಅರೆ-ಟಿಎಂ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ ಉನ್ನತ ನೋಟವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ಎರಡು ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳು ಅನುಗುಣವಾದ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ನೋಟವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. (ಸಿ) ಅರೆ-ಟಿಎಂ ಪ್ರಚೋದನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನ ಸ್ಕ್ರೀನ್‌ಶಾಟ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.