Ûntwerp fanfotoanyskIntegrated Circuit
Fotoanigtegreare circuits(Ôfbylding) wurde faak ûntwurpen mei de help fan wiskundige skripts fanwegen it belang fan paadlingte yn ynterferometers as oare applikaasjes dy't gefoelich binne foar paadlingte.Pickwurdt produsearre troch it beskermjen fan meardere lagen (typysk 10 oant 30) op in wafel, dy't binne gearstald út in protte polygonale foarmen, faak fertsjinwurdige yn it GDSII-formaat. Foardat it bestân nei de fotomask fabrikant stjoert, is it sterk winsklik om de foto te simulearjen om de juste fan it ûntwerp te kontrolearjen. De simulaasje is ferdield yn meardere nivo: it leechste nivo is de trijedimensjonele elektromagnetysk, wêr't de simulaasje wurdt útfierd op it ynteraksjes tusken atomen yn it materiaal wurde behannele op 'e makroskopyske skaal. Typyske metoaden omfetsje trijedimensjonale finite-ferskil tiid-domein (3D FDTD) en eigen leger-útwreiding (EME). Dizze metoaden binne it meast akkuraat, mar binne ûnpraktysk foar de heule pic-simulaasje tiid. It folgjende nivo is 2,5-dimensjonale em simulaasje, lykas finite-ferskil Beam-propagaasje (FD-BPM). Dizze metoaden binne folle rapper, mar offerje wat krektens en kin allinich paraxiale propagaasje behannelje en kin net brûkt wurde om resonators te simulearjen. It folgjende nivo is 2D EM Simulaasje, lykas 2D FDTD en 2D BPM. Dit binne ek rapper, mar hawwe beheinde funksjonaliteit, lykas se net kinne simalisearje rotatoren. In fierdere nivo is oerdracht en / of ferspriede matrix-simulaasje. Elk wichtige komponint wurdt fermindere ta in komponint mei ynfier en útfier, en de ferbûn waveguide wurdt fermindere ta in faze-ferskowing en ATNUCATION ELEMENT. Dizze simulaasjes binne ekstreem rap. It útfier sinjaal wurdt krigen troch it fermannichfâldigjen fan de oerdrachtmatrix troch it ynfier sinjaal. De fersprieding Matrix (waans eleminten wurde neamd S-parameters) fermannichfâldigje de ynfier- en útfier sinjalen oan 'e iene kant om de ynfier- en útfiersignalen oan' e oare kant fan it komponint te finen. Yn prinsipe befettet de fersprieding Matrix de refleksje yn it elemint. De fersprieding Matrix is normaal twa kear sa grut as de oerdrachtmatrix yn elke dimensje. Yn gearfetting, fan 3D EM nei Transmission / ferspriede Matrix-simulaasje, presintearje elke laach simulaasje tusken snelheids- en krektens, en ûntwerpen kieze it juste needsaak foar har spesifike behoeften om it ûntwerpvalidaasjeproses te optimalisearjen.
Fertrouwe lykwols op elektromagnetyske simulaasje fan bepaalde eleminten en mei help fan in fersprieding / transfer matrix om te simulearjen om de heule foto te simulearjen garandeart net in folslein korrekt ûntwerp foar de streamplaat. Bygelyks, miscalcuLed Path-lingten, multimodeveguides dy't net effektyf ferwurkje, of twa wachtsluten dy't te ticht by elkoar binne om te lieden ta unferwachte dat-koppeling dy't wierskynlik undetected is. Dêrom, hoewol avansearre Simulaasje-ark foar krêftige ûntwerpferfallendheden leveret, fereasket it noch in hege graad en foarsichtige en technyske kennis, om de krektens en betrouberens fan it ûntwerp te garandearjen en it risiko te ferminderjen fan it streamblêd.
In technyk neamd SPARSE FDTD lit 3D en 2D FDTD-simulearringen direkt útfierd wurde op in folsleine pic-ûntwerp om it ûntwerp te validearjen. Hoewol it lestich is foar alle elektromagnetyske simulaasje om in heul grutte skaalfoto te simulearjen, is de sparse FDTD yn steat om in frij grut lokaal te simulearjen. Yn tradisjonele 3D FDTD begjint de simulaasje troch de seis komponinten fan it elektromagnetysk fjild binnen in spesifyk kwantisearre folume te initialisearjen. As de tiid foarútgiet, wurdt it nije fjildkomponint yn it folume berekkene, ensafuorthinne. Elke stap fereasket in soad berekkening, dus it duorret lang. Yn sparse 3D FDTD, ynstee fan te berekkenjen op elke stap op elk punt fan it folume, wurdt in list mei fjildkomponinten ûnderhâlden dat teoretysk oerienkomt mei in willekeurich grut folsleine folume en allinich wurde berekkene foar dy komponinten. Op elke perioade wurde wizigjend nei fjildkommachters tafoege oan fjildkomponinten, wylst fjildkomponinten ûnder in bepaalde macht drompel wurde sakke. Foar guon struktueren kin dizze berekkening ferskate opdrachten wêze fan grutte rapper dan tradisjonele 3D FDTD. Sparse FDTDS prestearje lykwols net goed by it omgean mei ferspriedende struktueren, om't dit tiid te folle ferspriedt, ferspriedt te folle, resulteart yn listen dy't te lang en lestich binne om te behearjen. Figuer 1 toant in foarbyldcenshot fan in 3D FDTD-simulaasje gelyk oan in polarisaasjebalke SPLITTER (PBS).
Figuer 1: Simulaasje resultaten fan 3D sparse FDTD. (A) is in boppeste werjefte fan 'e struktuer dy't wurdt simulearre, dat is in rjochtingskoppeling. (B) toant in skermprint fan in simulaasje mei quasi-texitaasje. De twa diagrammen hjirboppe sjen fan 'e boppeste werjefte fan' e Quasi-TM-sinjalen, en de twa diagrammen hjirûnder sjen litte it korrespondearjende dwersnacht werjaan. (C) lit in skermôfbylding sjen fan in simulaasje mei ampriting Quasi-TM.
Posttiid: jul-23-2024