Process variation (semiconductor)
ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದಾಗ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ (ಉದ್ದ, ಅಗಲ, ಆಕ್ಸೈಡ್ ದಪ್ಪ) ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ. ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸಾಧನದ ಪೂರ್ಣ ಉದ್ದ ಅಥವಾ ಅಗಲದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶೇಕಡಾವಾರು ಆಗುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯದ ಗಾತ್ರಗಳು ಪರಮಾಣುಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ತರಂಗಾಂತರದಂತಹ ಮೂಲಭೂತ ಆಯಾಮಗಳನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಪ್ರಮಾಣವು ಸಣ್ಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನೋಡ್ಗಳಲ್ಲಿ (<65 ಎನ್ಎಂ) ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಉಚ್ಚರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಎಲ್ಲಾ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ಔಟ್ಪುಟ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಊಹಿಸಬಹುದಾದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ ಆದರೆ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಾಗದ ಕಾರಣ ಅನಲಾಗ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಔಟ್ಪುಟ್ ಮೆಟ್ರಿಕ್ (ಬ್ಯಾಂಡ್ವಿಡ್ತ್, ಗೇನ್, ರೈಸ್ ಟೈಮ್, ಇತ್ಯಾದಿ) ನ ಅಳತೆ ಅಥವಾ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಿದರೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅಥವಾ ಸಾಧನದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಗಿಂತ ಕೆಳಗೆ ಬೀಳಲು ಅಥವಾ ಮೇಲೇರಲು, ಅದು ಆ ಸಾಧನಗಳ ಗುಂಪಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಮೊದಲ ಉಲ್ಲೇಖವು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸಹ-ಆವಿಷ್ಕಾರಕ ವಿಲಿಯಂ ಶಾಕ್ಲಿಯವರು 1961 ರಲ್ಲಿ ಜಂಕ್ಷನ್ ಸ್ಥಗಿತದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದರು. 1974ರಲ್ಲಿ ಷೆಮ್ಮರ್ಟ್ ಮತ್ತು ಜಿಮ್ಮರ್ ಅವರು ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೆನ್ಸಿಟಿವಿಟಿ ಕುರಿತ ತಮ್ಮ ಪ್ರಬಂಧದೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನಡೆಸಿದರು. ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಆಕ್ಸೈಡ್ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಅಳವಡಿಕೆ ಶಕ್ತಿಯು ಎಂಓಎಸ್ ಸಾಧನಗಳ ಮಿತಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ಮೇಲೆ ಬೀರುವ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿತು. ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಮೂಲಗಳು 1) ಗೇಟ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ದಪ್ಪ 2) ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಡೋಪಂಟ್ ಏರಿಳಿತಗಳು 3) ಸಾಧನದ ಜ್ಯಾಮಿತಿ, ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಅರೆವಾಹಕ ಫೌಂಡರಿಗಳು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ (ಉದ್ದ, ಅಗಲ, ಆಕ್ಸೈಡ್ ದಪ್ಪ, ಇತ್ಯಾದಿ) ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಮೇಲೆ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿ ಹೊಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನೋಡ್ಗೆ. ಈ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫ್ಯಾಬ್ಲೆಸ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಕಂಪನಿಗಳಂತಹ ಗ್ರಾಹಕರಿಗೆ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕಡತಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ "ಮಾದರಿ ಕಡತಗಳು" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸಗಳ ಅನುಕರಣೆಗಾಗಿ ಇಡಿಎ ಉಪಕರಣಗಳಿಂದ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಫ್. ಇ. ಓ. ಎಲ್. ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮಾದರಿಗಳು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎಚ್. ಎಸ್. ಪಿ. ಐ. ಸಿ. ಇ.) ಫ್ರಂಟ್ ಎಂಡ್ ಆಫ್ ಲೈನ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಅಥವಾ ನಾಮಮಾತ್ರದ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎನ್-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ಮೂಲೆಗಳಾಗಿ ಬೇರ್ಪಟ್ಟ ವೇಗದ ಮತ್ತು ನಿಧಾನ ಮೂಲೆಗಳನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಸಕ್ರಿಯ ಎನ್ +/ಪಿ + ಸಾಧನಗಳ ಮೇಲೆ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ನಾಮಮಾತ್ರದ ಎನ್ + ಮತ್ತು ಪಿ + ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳಿಗೆ ಟಿಟಿ, ವೇಗದ ಎನ್ + ಮತ್ತು ಪಿ + ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳಿಗೆ ಎಫ್ಎಫ್, ವೇಗದ ಎನ್ + ಮತ್ತು ನಿಧಾನ ಪಿ + ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳಿಗೆ ಎಫ್ಎಸ್ ಇತ್ಯಾದಿಗಳು ಉದಾಹರಣೆಗಳಾಗಿವೆ. ಬಿಇಒಎಲ್ ಪರಾವಲಂಬಿ ವೈರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುವಾಗ ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲೆಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪರಾವಲಂಬಿ ಹೊರತೆಗೆಯುವ ಡೆಕ್ನೊಂದಿಗೆ ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. (ಉದಾಹರಣೆ ಸ್ಟಾರ್-ಆರ್ಸಿ ಹೊರತೆಗೆಯುವ ಡೆಕ್). ಈ ಮೂಲೆಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಗುರಿ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ವಿಶಿಷ್ಟ/ನಾಮಮಾತ್ರ ಎಂದು ಮತ್ತು ವಾಹಕದ ದಪ್ಪ, ವಾಹಕದ ಅಗಲ ಮತ್ತು ವಾಹಕದ ಆಕ್ಸೈಡ್ ದಪ್ಪದಲ್ಲಿ ವೈರಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ ಕನಿಷ್ಠ/ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿಗೆ Cbest/Cworst ಮೂಲೆಗಳಾಗಿ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆರ್ಸಿ ಬೆಸ್ಟ್ ಮತ್ತು ಆರ್ಸಿ ವರ್ಸ್ಟ್ ಎಂಬ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಮೂಲೆಯನ್ನು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಂಡಕ್ಟರ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಅಗಲಕ್ಕೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ (ಕಡಿಮೆ) ಮತ್ತು ಕೆಟ್ಟ (ಹೆಚ್ಚಿನ) ವೈರಿಂಗ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಆಕ್ಸೈಡ್ ದಪ್ಪವನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಕ್ಸೈಡ್ ದಪ್ಪದಿಂದಾಗಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ (ಕಡಿಮೆ) ಮತ್ತು ಕೆಟ್ಟ (ಹೆಚ್ಚಿನ) ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಈ ಮೌಲ್ಯವು ವೈರಿಂಗ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿಸಿಲ್ಲ. ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸುವ ವರ್ಕ್ರೌಂಡ್ಸ್ & ಸೊಲ್ಯೂಷನ್ಸ್ ಸ್ಟ್ಯಾಟಿಸ್ಟಿಕಲ್ ಅನಾಲಿಸಿಸ್ ಡಿಸೈನರ್ಗಳು ಆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಅಳತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ಔಟ್ಪುಟ್ಗಳು ಹೇಗೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಹತ್ತರಿಂದ ಸಾವಿರಾರು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಮಾಡುವ ಮೊದಲು ತಮ್ಮ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಕರಿಗೆ ನೀಡಲಾದ ಮಾದರಿ ಕಡತಗಳಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಅಳತೆಯ ಮಾನದಂಡಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿನ್ಯಾಸಕರು ಬಳಸುವ ಅತ್ಯಂತ ಮೂಲಭೂತ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಾಗದ ಸಾಧನಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು. ಟೋಪೋಲಜಿ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಪಾಲಿಶಿಂಗ್ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾದರಿಯ ತಂತ್ರಗಳು ರೇಖೆಯ ಅಂಚುಗಳ ಒರಟುತನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಸುಧಾರಿತ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು CMOS ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳುಃ ಅವು ಅನಿವಾರ್ಯವೇ, ಅಥವಾ ರೋಗಲಕ್ಷಣವೇ ಅಥವಾ ಅಪಕ್ವತೆಯೇ? ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳುಃ ಎ ಕ್ರಿಟಿಕಲ್ ಆಪರೇಷನ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಹೈಪೋಥೆಸಿಸ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಾಧನ ತಯಾರಿಕೆ