一个基于BSIM3的LDMOS大信号模型

提出了一个基于BSIM3的LDMOS大信号模型.LDMOS晶体管分为本征MOS晶体管和漂移区电阻两部分,本征MOS晶体管采用BSIM3模型,漂移区电阻采用一个随栅漏电压变化的电阻模型.根据ISE仿真结果,可以得到漂移区电阻模型.模型考虑自加热效应后,经过参数提取,模拟数据可以很好地与实际器件的测试数据相吻合,说明模型可用于LDMOS功率器件的电路仿真.     

高压LDMOS晶体管宏模型及栅电荷建模方法

针对标准MOSFET的BSIM4模型在高压LDMOS建模及已有LDMOS紧凑模型的不足,提出一种LDMOS宏模型。在本研究中,借助Spectre软件分别对宏模型与BSIM4器件模型进行仿真,并对2种LDMOS器件模型下的CV结果进行对比,验证了宏模型对LDMOS器件模拟的准确性。最后,提出利用栅电荷曲线来进一步修正模型参数的新方法,并通过仿真获得更精确的LDMOS器件模型。该宏模型及栅电荷建模方法对于高压功率集成电路设计及仿真有重要意义。     

神经MOS晶体管在A/D和D/A转换器中的应用

神经MOS晶体管是一种具有多输入栅加权信号控制和阈值可调控的高功能度的新型器件。以神经MOS晶体管的Pspice宏模型为模拟和验证的工具,讨论了基于这种器件的A/D和D/A转换器的设计思想和方法,证明了他能很大程度地减少晶体管数目,简化电路,对实现高密度集成的ULSI系统的设计和实现有重要意义。     

功率集成电路TID加固环栅器件研究现状综述

总结了标准工艺下功率集成电路中总剂量辐射(TID)加固环栅MOS器件与环栅功率器件的研究现状,归纳了不同结构形态的环栅器件的性能优劣,推荐8字形环栅MOS器件、华夫饼功率器件及回字形LDMOS器件结构用于功率集成电路的TID加固设计。同时,阐述了现有环栅MOS器件等效W/L的建模情况,提出保角变换是环栅MOS器件等效W/L精确建模的重要方法,最后还给出了环栅器件建库的基本流程。     

Double-RESURF结构高压LDMOS模型

建立了Double-RESURF结构高压LDMOS器件的MOS VCR(Voltage Control Re-sistance)电路模型。通过分析Double-RESURF LDMOS器件的结构与输入输出特性,得到漂移区电阻的解析式;借助泰勒展式,得到VCR的高阶压控模型,从而建立LDMOS器件的SPICE模型。该模型的解析解和数值解符合良好,而且体现出高压LDMOS的准饱和特性。模型的建立可以很好地指导LDMOS器件的工程应用。     

LDMOS模型设计及参数提取

近年来,LDMOS由于其漏极、栅极和源极都在芯片表面,易于和低压器件集成,因而被广泛应用到功率集成电路和射频领域,一直以来,高压LDMOS的建模是一个十分复杂的问题。文章通过分析高压LDMOS的结构和物理特性,得到高压LDMOS的准饱和特性、自热效应和漂移区的压控电阻特性,这些特性类似JFET的特性,从而建立了高压LDMOS器件的MOS+JFET新的电路模型。通过设计一套1.0μm 40V LDMOS的模型版,在CMOS工艺线上流片提取参数,实验结果表明该模型的解析值和实测值符合良好,而且还体现了LDMOS器件的固有特性。因而该种新模型的建立可以很好地指导LDMOS器件的工程应用。     

晶体管栅形状对单粒子瞬态脉冲特性的影响研究

通过三维器件模拟仿真,研究了基于CMOS 0.18μm工艺下标准条形栅和环形栅结构MOS晶体管的单粒子瞬态响应.研究结果表明,单粒子轰击条形栅器件与环形栅器件产生的单粒子瞬态脉冲特性具有非常大的区别.分析了栅形状对单粒子瞬态的影响在PMOS和NMOS器件中的不同机理,对单粒子瞬态加固设计具有指导性意义.     

栅隧穿电流分量研究

MOS器件尺寸缩减,导致栅氧化层厚度急剧减小,引起栅隧穿电流的迅速增大,对MOS器件特性产生了很大影响。该文基于此,重点分析和研究了栅隧穿电流分量及其特性,并针对四端MOS器件给出了相应的栅隧穿电流分量测试原理及构思。     

基于MOS Model 20的RF-SOI LDMOS大信号建模

提出了一种新的基于Philips MOS Model 20 (MM20) 的RF-SOI (radio frequency silicon-on-insulator) LDMOS (laterally diffused MOS) 大信号等效电路模型. 描述了弱雪崩效应以及由热效应引起的功率耗散现象. 射频寄生元件由实验测得的S参数解析提取,并通过必要的优化快速准确地获得最终值. 模型的有效性是通过一20栅指 (每指栅长L=1μm,宽W=50μm) 体接触高阻RF-SOI LDMOS在直流,交流小信号和大信号条件下的实验数据验证的. 结果表明,直流、S参数 (10MHz~20.01GHz) 以及功率特性的仿真和实验测得数据能够很好地拟合,说明本文提出的模型具有良好和可靠的精度. 本文完成了对MM20在RF-SOI LDMOS大信号应用领域的拓展. 模型由Verilog-A描述,使用ADS (hpeesofsim)电路仿真器.     

0.1μmSOI槽栅CMOS特性仿真

基于SOI技术对器件特性的良好改善和槽栅MOS器件在深亚微米领域抑制短沟道效应和抗热载流子效应方面的显著优势,对SOI槽栅CMOS器件在0.1 μm尺寸下的电学特性进行了模拟仿真,仿真结果表明,基于SOI衬底的槽栅CMOS器件除了拥有槽栅器件独特优势之外,还很好地抑制了栅极漏电和阈值偏高等体硅槽栅MOS所具有的特性缺陷,得到了更加理想的实验结果.     

700 V单晶扩散型LDMOS的特性与模型

文章对耐压700V的单晶扩散型LDMOS进行了研究。借助二维数值模拟器MEDICI，详细分析了LDMOS的准饱和特性产生机理，以及准漏极(quasi drain)的相关特性；采用宏模型的建模概念与方法，给出了LDMOS的等效电路模型，用于电路仿真器HSPICE，取得了较好的仿真结果。     

栅压对LDMOS在瞬态大电流下工作的温度影响

研究 LDMOS在一次雪崩击穿后的大电流区,栅压对器件内部温度的影响.结果表明:温度随正栅压升高而升高,随负栅压升高而降低,并分析了有源区内电场强度、电流密度和功率密度随栅压的变化规律.从而证明,与LDMOS栅接地时相比,正栅压降低了器件的静电放电能力,而负栅压则提高了器件的静电放电能力.     

高k介质SOI LDMOS RTS噪声测试新方法

提出了一种基于智能温控的RTS噪声测试与分析新方法。该方法利用高k栅介质SOI LDMOS边界陷阱特性,首先建立了含有俘获时间常数、发射时间常数以及噪声幅度等参数的RTS噪声模型;然后设计了RTS噪声智能温控测试系统;最后对实测RTS噪声数据进行频谱变换,得到噪声功率谱密度并作分析。实验表明,该测试系统可以有效地获取高k栅介质SOI LDMOS的RTS噪声,具有良好的动态特性,且其本底噪声抑制率较高,较待测信号低两个数量级左右。     

栅压对LDMOS在异常大电流下工作的影响

研究LDMOS在一次雪崩击穿后的大电流区，栅压对器件内部温度的影响。结果表明，有源区电流密度、功率密度和温度都随正栅压升高而增加，证明LDMOS在栅接地时比栅不接地时具有更好的静电放电能力。     

RF LDMOS功率器件研制

基于ISE TCAD模拟软件对RF LDMOS器件的工艺流程和器件结构进行了优化设计,采用带栅极金属总线的版图结构降低栅电阻,同时简化了LDMOS器件的封装设计.通过实际流片和测试分析,重点讨论了漂移区注入剂量和漂移区长度对LDMOS器件的转移特性、击穿特性、截止频率及最大振荡频率的影响.测试结果表明该器件的阈值电压为1.8 V,击穿电压可达70 V,截止频率和最大振荡频率分别为9 GHz和12.6 GHz,并可提供0.7 W/mm的输出功率密度.     

一个连续且解析的SOI LDMOS表面势模型

提出了一个实现全耗尽与部分耗尽自动转换的体接触SOI LDMOS连续解析表面势模型.采用PSP的精确表面势算法求解SOI器件的表面势方程,得到了解析的以栅压和漏压为变量的SOI器件正、背硅/氧化层界面的表面势.修正了全耗尽状态下的反型层电荷和体电荷表达式,结合PSP的模型方程,给出连续解析的体接触SOI LDMOS直流模型.仿真结果与实验数据比较,二者吻合得很好,表明该模型能精确表征SOI LDMOS直流特性.     

一个连续且解析的SOI LDMOS表面势模型

提出了一个实现全耗尽与部分耗尽自动转换的体接触SOI LDMOS连续解析表面势模型.采用PSP的精确表面势算法求解SOI器件的表面势方程,得到了解析的以栅压和漏压为变量的SOI器件正、背硅/氧化层界面的表面势.修正了全耗尽状态下的反型层电荷和体电荷表达式,结合PSP的模型方程,给出连续解析的体接触SOI LDMOS直流模型.仿真结果与实验数据比较,二者吻合得很好,表明该模型能精确表征SOI LDMOS直流特性.     

双栅氧LDMOS器件工艺技术的研究与改进

双栅氧LDMOS器件刻蚀过程中极易造成多晶硅残留现象,降低了栅极和源区之间的击穿电压.改进了制备双栅氧LDMOS器件的方法,对于70 nm以下的栅氧厚度,采用保留整个厚栅氧器件区域栅氧的刻蚀方法,同时用一次多晶工艺代替二次多晶工艺,消除了多晶硅残留现象,减少了工艺步骤,提高了成品率;对于厚度大于70 nm或者100 nm的厚栅氧器件,除了以上的改进措施,还增加了一步光刻工艺,分别单独形成高压和低压器件的源漏区域.通过这些方法,解决了多晶残留问题,得到了性能更好的LDMOS器件,大大提高了成品率.