一种40 nm MOSFET版图相关的波动模型建立

针对版图邻近与工艺波动因素对40 nm MOSFET器件物理效应变化和性能波动的影响进行分析,提出一种基于BSIM4.5的新型模型,修正原有模型的阈值电压和迁移率机制,有效地实现了版图邻近效应的建模。该模型主要考虑了相邻栅极间距psf和pss,相邻有源区的横向间距sodx1和sodx2,以及纵向间距sody对器件性能的影响。基于国内先进的40 nm工艺平台,对器件的Vthsat,Idsat,Vthlin和Idlin性能进行监测,得到相邻栅极间距对饱和电流和阈值电压分别有15%和30 mV的影响,横纵向有源区间距对饱和电流和阈值电压分别有1.5%和4 mV的影响,从而得到拟合度较好的仿真模型。结果表明,建立的模型能够有效降低结构仿真误差,大大提高设计人员的设计效率和准确性。     

45nm节点的应力工程和版图环境的影响

我们综合考虑了45nm节点工艺中的多种应力来源,讨论了一种用于处理版图依赣问题的方法,并且检验了混合取向技术（HOT）的潜力。     

基于90 nm工艺节点的MOSFET版图失配研究

研究了CMOS模拟集成电路的不同版图结构对电路性能的影响规律,探讨了不同版图结构对工艺波动的抑制作用.通过采用90 nm CMOS工艺设计了8种不同宽长比(W/L)的数模转换器(DAC),分别利用单栅与多指栅结构实现该DAC电流源输出驱动管阵列,并将其作为研究对象进行了分析.通过分析金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)阈值电压VTH和DAC输出电压Vout的实测数据,对CMOS模拟集成电路的最优版图设计方案进行了探讨.最后,利用本研究结果设计了一款90 nm工艺的低功耗CMOS运算放大器,相比传统版图结构,该放大器的工艺波动抑制能力提高了5.87％.     

MOSFET集约模型的发展

MOSFET集约模型作为连接半导体生产商与电路设计者之间的桥梁,是半导体行业不可或缺的一环。随着对器件物理效应的不断深入了解,以及不断满足电路设计新要求,MOSFET集约模型经历了长时间的发展。从模型的基础出发,介绍了基于阈值电压Vth、反型层电荷Qi和表面势Φs这三类MOSFET集约模型的发展历程及其主要特征。     

一种用于SRAM快速仿真的模型

根据静态随机存储器（SRAM）电路及版图的设计特点,提出了一种新的可用于SRAM设计的快速仿真计算模型．该模型仿真快速准确,能克服Spice仿真软件对大容量SRAM版图后仿真速度较慢的缺点,在很大程度上缩短了设计周期．同时,它的仿真结果同Synopsys公司的Nanosim软件仿真结果相比偏差小于5％．该模型在龙芯Ⅱ号CPU的SRAM设计中得到了应用;芯片采用的是中芯国际0.18μm CMOS工艺．流片验证了该模型对于大容量的SRAM设计是准确而有效的．     

一种用于SRAM快速仿真的模型

根据静态随机存储器(SRAM)电路及版图的设计特点,提出了一种新的可用于SRAM设计的快速仿真计算模型.该模型仿真快速准确,能克服Spice仿真软件对大容量SRAM版图后仿真速度较慢的缺点,在很大程度上缩短了设计周期.同时,它的仿真结果同Synopsys公司的Nanosim软件仿真结果相比偏差小于5%.该模型在龙芯Ⅱ号CPU的SRAM设计中得到了应用;芯片采用的是中芯国际0.18μm CMOS工艺.流片验证了该模型对于大容量的SRAM设计是准确而有效的.     

一种改进的深亚微米MOSFET噪声模型

提出一种基于小信号的噪声模型,在精确提取0.13 μm MOSFET的小信号参数后,结合Pospieszalsik和pucel模型,运用噪声相关矩阵转换技术提取出所有噪声参数。利用ADS建立噪声模型,在2～20 GHz频率范围内,仿真结果与测量结果吻合良好,验证了模型的准确性。     

一种新的高阶连续的MOSFET模型

MOSFET模型一般使用不同的公式来描述不同的工作区，这使得在各工作区之间的过渡点上，模型的连续性受到限制．本文提出了一种简单有效的方法将各工作区用统一的公式来描述、它保持了原分区描述模型的精度，同时极大地改善了模型的连续性     

基于TCAD的90nm STI应力仿真与研究

研究了90 nm CMOS工艺下浅槽隔离技术产生的x轴应力对NMOSFET电学性能的影响.用新一代集成工艺仿真软件Sentaurus TCAD对不同有源区宽度(Sa=0.4 μm～3.2 μm,间隔0.4 μm)的90 nm沟长NMOSFET进行了仿真并和测量数据进行了对比.随着有源区宽度从3.2 μm减小到0.4 μm,NMOSFET的饱和电流减小了7%,但其阈值电压增大了8%.这说明有源区宽度的减小使得STI应力增大,进一步减小了NMOSFET中电子迁移率和沟道中halo注入浓度的扩散,使得饱和电流退化,阈值电压增加.     

一种新颖的功率MOSFET SPICE宏模型

提出了一种新颖的功率MOSFET宏模型结构,详细介绍了宏模型建立的整个流程;并将此模型的仿真结果与实验数据进行比较,验证了模型的精度。此模型考虑了功率MOSFET必要的二阶效应,并采用行为级模型来处理JFET电阻。     

电磁脉冲应力下MOS器件退化失效建模

通过分析电磁脉冲应力下,栅氧化层软击穿(MOS器件主要失效模式)的失效机理,得出结论:它符合基于随机过程的退化失效模型。根据此结论,提出利用该模型来描述电磁脉冲应力下MOS器件的退化失效过程,并给出相应的退化失效模型。同时针对退化失效模型中的失效阈值问题,研究了随机失效阈值问题,分析了周期电磁脉冲应力下MOS器件的失效阈值问题,给出动态应力-强度干涉(SS)I模型。这些为更合理描述和分析MOS器件的退化失效问题提供了新的途径。     

短沟道MOSFET器件物理模型研究

通过求解经修正的二维泊松方程，并考虑了主要的短沟效应和高场效应，得到一个描述短沟道ＭＯＳＦＥＴ器件Ｉ－Ｖ特性的统一物理模型。该模型适用于包括亚阈区在内的不同工作区域，对０．８μｍ和１．４μｍ器件的漏极电流特性能较好地描述，可应用于亚微米、深亚微米级ＭＯＳＦＥＴ的电路模拟。     

Implementation and comparative analysis of the optimisations produced by evolutionary algorithms for the parameter extraction of PSP MOSFET model

The study proposes an application of evolutionary algorithms, specifically an artificial bee colony (ABC), variant ABC and particle swarm optimisation (PSO), to extract the parameters of metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) model. These algorithms are applied for the MOSFET parameter extraction problem using a Pennsylvania surface potential model. MOSFET parameter extraction procedures involve reducing the error between measured and modelled data. This study shows that ABC algorithm optimises the parameter values based on intelligent activities of honey bee swarms. Some modifications have also been applied to the basic ABC algorithm. Particle swarm optimisation is a population-based stochastic optimisation method that is based on bird flocking activities. The performances of these algorithms are compared with respect to the quality of the solutions. The simulation results of this study show that the PSO algorithm performs better than the variant ABC and basic ABC algorithm for the parameter extraction of the MOSFET model; also the implementation of the ABC algorithm is shown to be simpler than that of the PSO algorithm.     

MOSFET的大信号动态集总模型及射频电路模拟

针对 RF电路模拟的需要 ,在文中提出了一个基于表面势的 MOSFET大信号动态集总模型。这个模型是由 MOSFET的 PDE模型简化推导而来。它不仅比传统的模型能更精确地描述晶体管在高频大信号情况下的伏 -安特性 ,而且比 PDE模型易于求解 ,从而大大提高了电路模拟的速度。通过模拟几个具体的 RF电路 ,将这个模型与 PDE模型作了比较 ,结果表明两者吻合得很好。     

碳化硅MOSFET电学参数的电容-电阻法评估

阈值电压、栅内阻、栅电容是碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的重要电学参数,但受限于器件寄生电阻、栅介质界面态等因素,其提取过程较为复杂且容易衍生不准确性。文章通过器件建模和实验测试,揭示了MOSFET的栅电容非线性特征,构建了电容-电阻串联电路测试方法,研究了SiC MOSFET的栅内阻和阈值电压特性。分别获得栅极阻抗和栅源电压、栅极电容和栅源电压的变化规律,得到栅压为-10V时的栅内阻与目标值误差小于0.5Ω,以及串联电容相对栅源电压变化最大时的电压近似为器件阈值电压。相关结果与固定电流法作比较,并分别在SiC平面栅和沟槽栅MOSFET中得到验证。因此,该种电容-电阻法为SiC MOSFET器件所面临的阈值电压漂移、栅极开关振荡现象提供较为便捷的评估和预测手段。     

尺寸可变的65nm多叉指射频CMOS器件模型提取与优化

通过对CMOS PSP直流核心模型进行STI参数的修正、探针电阻的引入和提取以及尺寸可变的源漏寄生电阻表达式的引入,呈现了一个尺寸可变的65 nm多叉指射频CMOS器件模型及其提取和优化方法.与实验数据比较结果表明,该模型及其提取和优化方法能够在14 GHz以内精确地预测器件性能.     

短沟道MOS阈值电压物理模型

通过求解二维泊松方程推导了一个简洁的短沟道 MOS的阈值电压模型 ,得到的 DIBL因子可用于分析参数对短沟道效应的影响。模拟的结果能很好地与数值模拟器 MINIMOS的结果符合     

MOSFET栅氧泄漏隧穿电流的分析模型:量子力学研究(英文)

研发了一种通过MOSFET的超薄栅氧化物分析直接隧穿电流密度的模型。采用Wentzel-Kramers-Brilliouin(WKB)近似计算了隧穿概率,利用清晰的表面势方程改进模型的准确性。在研究模型中考虑了Si衬底中反型层的量子化和多晶硅栅耗尽,还研究了多晶硅掺杂对栅氧化层隧穿电流的影响。仿真结果表明,栅氧化层隧穿电流随多晶硅栅掺杂浓度的增加而增加。该结论与已报道的结果相吻合,从而证明了该模型的正确性。