Tryby symulacji programu Syprus

Symulacja procesu nominalnego (ang. simulation of nominal process) jest najprostszym rodzajem symulacji. W tym trybie Syprus czyta plan procesu i parametry technologicznych operacji (nazywane inaczej jako ustawienia procesu) takie jak: czasy, temperatury, dawki domieszek itp.,i wylicza rezultaty każdej operacji, takie jak: profile domieszek, grubości warstw itp. Po skończonym procesie symulacji, Syprus na podstawie uzyskanych wyników wyznacza fizyczne i elektryczne parametry struktury półprzewodnikowej: głębokości połączeń, rezystancji warstw, pojemności złącz i tlenków, itp. oraz parametrów tranzystorów MOS. Wszystkie wyniki można zobaczyć w oknie wyjściowym i zapisać do pliku. Jest również możliwe wyświetlenie parametrów domieszkowania i zapisanie ich do pliku.

Prosta symulacja statystyczna (ang. simple statistical simulation) jest rodzajem symulacji który pomaga szacować oczekiwane statystyczne odchylenia parametrów struktury półprzewodnika. Te odchylenia wynikają z losowych odchyleń parametrów procesu oraz innych danych fizycznych. W tym trybie Syprus powtarza proces symulacji i kształtowania elementu w pętli Monte Carlo (Monte Carlo loop). Dla każdej nowej symulacji wejściowe parametry procesu, i niektóre dane fizyczne są pseudo-losowo zakłócane. Te zakłócenia są generowane przez odpowiedni generator liczb losowych. Wielkości tych odchyleń mogą być zdefiniowane w plikach wejściowych i edytowane interaktywnie. Wyniki są zapisywane do jednego lub do dwóch plików wyjściowych. Jeden z nich zawiera wartości odchyleń parametrów procesu, drugi zawiera rezultaty symulacji statystycznej, min. wartości elektrycznych i fizycznych parametrów struktury półprzewodnika które wynikają z każdej symulacji wykonanej w pętli Monte Carlo. Pomocnicza aplikacja StatIC może być użyta to pokazania tych wyników w tekstowej i graficznej postaci.

Pierwszą symulacją w pętli Monte Carlo jest zawsze symulacja procesu nominalnego (tj. niezakłóconego).

Symulacja statystyczna oparta na liście połączeń (ang. netlist driven statistical simulation) jest najbardziej wyrafinowanym i złożonym trybem symulacji spośród trzech dostępnych w programie Syprus. Aby wykonać symulacje w tym trybie potrzeba dwóch dodatkowych programów: EXCESS Statistical (circuit extractor) i symulatora obwodów SPICE (lub innego symulatora obwodów akceptującego format plików wejściowych SPICE - do tego celu może być użyty edytor układów UNCLE pracujący pod systemem Macintosh). Punktem startowym jest topologia obwodu scalonego (w formacie CIF) . Pierwszym krokiem jest statystyczna ekstrakcja obwodu (statistical circuit extraction). Plik CIF jest wczytywany przez EXCESS Statistical, który realizuje statystyczną ekstrakcje obwodu. EXCESS Statistical tworzy plik wyjściowy który zawiera listy połączeń obwodów reprezentujących pseudostatystyczny przykład wytworzonego obwodu. Urządzenia MOS w tych netlistach pokazują losowe odchylenia wymiarów kanału wynikające z symulowanych błędów litograficznych (niedopasowanie maski itp.). Plik ten jest wejsciowym plikiem kontrolujacym symulacje w trybie "netlist driven statistical simulation". Syprus wykonuje proces symulacji i ksztaltowania elementu dla kazdego elementu MOS na kazdej liscie polaczen." W ten sposób indywidualny model jest generowany dla każdego elementu. Dla każdej listy połączeń w pliku wejściowym generowany jest oddzielny plik w formacie SPICE. Syprus wczytuje także pomocniczy plik wejściowy z definicjami dostarczanego napiecia, sygnałów wejściowych, itp. oraz poleceniami SPICE i dodaje zawartość tego pliku do plików SPICE generowanych jako wynik symulacji. W ten sposób uzyskany jest zbiór kompletnych plików wejściowych SPICE. Każdy plik opisuje ten sam obwód, ale wymiary i parametry modelu dla każdego elementu są poddane wpływowi losowych zakłóceń (odchyleń). Wyniki symulacji SPICE pokazują jak te odchylenia wpływają na elektryczne charakterystyki symulowanych obwodów scalonych.