PSP基RF-MOSFET模型庫的開發(fā).pdf

1、相比于Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體,硅基CMOS工藝以其低成本、低功耗、易于系統(tǒng)集成等特點,已成為近年來集成電路設(shè)計的熱點。另一方面,隨著MOSFET特征尺寸的不斷降低,各種新的器件結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn),器件尺寸的縮小帶來了射頻性能上的提升,使其備受射頻集成電路(RFIC)設(shè)計者的青睞。
　　 器件模型成為連接IC設(shè)計與集成電路制造的重要紐帶,成功的集成電路設(shè)計強烈依賴于器件模型。PSP模型作為一種表面勢模型以其物理意義明確,能夠準確描述深亞微

2、米器件各種行為等優(yōu)點成功取代BSIM3/4模型,于2005年被CMC(compaet Model Council)選定為工業(yè)界新一代MOS器件標準模型。盡管模型推出有許多年,然而目前一些代工廠仍停留在以BSIM模型為基礎(chǔ)開發(fā)器件模型庫,將先進模型PSP應(yīng)用于國內(nèi)工藝線成為一項十分有意義的工作。
　　 相比于面向數(shù)字域和低頻模擬應(yīng)用的模型,面向RFIC應(yīng)用的器件建模十分具有挑戰(zhàn)性,模型不僅需要滿足低頻應(yīng)用時的所有需求,還需要準確反

3、應(yīng)器件在高頻率時候出現(xiàn)的寄生。對于高頻電路設(shè)計來說,晶體管的版圖和高頻寄生的影響是至關(guān)重要的,它們直接影響著整個電路的性能。從實際器件版圖結(jié)構(gòu)角度來構(gòu)建一套物理意義明確的射頻模型庫以供RFIC設(shè)計者使用重要性不言而喻。另外,對于射頻模型參數(shù)提取來說,一套合理的參數(shù)提取流程,對于器件建模工作者來說十分重要,它可以大大縮短參數(shù)提取時間,提高工作效率。
　　 本文在正確理解MOSFET工作特性和各種物理效應(yīng)的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際需求,對新

4、一代工業(yè)界標準模型PSP的各種表征手法展開研究,結(jié)合標準RF-CMOS工藝線的流片數(shù)據(jù),以PSP模型為基礎(chǔ)完成直流參數(shù)提取,并結(jié)合器件版圖對其在RF條件下的三個重要的寄生部分柵極電阻,襯底電阻,寄生電容等模型進行表征,實現(xiàn)了可用于0.13微米工藝的RF-MOSFET模型及模型庫參數(shù)提取工作。測試、仿真對比結(jié)果表明,模型以及參數(shù)提取方法可以準確表征該器件的直流特性及100MHz-20GHz頻率范圍內(nèi)的射頻特性。文章還提出了射頻部分參數(shù)提取