3 nm环栅场效应管射频小信号等效电路模型

针对3 nm环栅场效应晶体管,提出了一种射频小信号等效电路模型及基于有理函数拟合的解析模型参数提取方法。首先,在关态条件下提取不受偏置影响的非本征栅/源/漏极电阻、栅到源/漏电容、衬底电容和电阻。然后,在不同偏置条件下提取受偏置影响的本征模型参数。使用Sentaurus TCAD和Matlab对器件进行仿真并拟合得到相关参数,在ADS中验证等效电路模型。结果表明,在10 MHz~300 GHz频率范围内,TCAD仿真与等效电路仿真S参数的最大误差低于2.69%,证实了所建立模型及建模方法的准确性。该项研究成果对射频集成电路设计具有参考价值。     

基于40nm CMOS工艺电路的NBTI退化表征方法

负偏压温度不稳定性(NBTI)退化是制约纳米级集成电路性能及寿命的主导因素之一,基于40 nm CMOS工艺对NBTI模型、模型提参及可靠性仿真展开研究。首先对不同应力条件下PMOS晶体管NBTI退化特性进行测试、建模及模型参数提取,然后建立了基于NBTI效应的VerilogA等效受控电压源,并嵌入Spectre^TM仿真库中,并将此受控电压源引入反相器及环形振荡器模块电路中进行可靠性仿真分析,可有效反映NBTI退化对电路性能的影响。提出了一套完整可行的电路NBTI可靠性预测方法,包括NBTI模型、模型参数提取、VerilogA可靠性模型描述以及电路级可靠性仿真分析,可为纳米级高性能、高可靠性集成电路设计提供有效参考。     

GaAs霍尔元件不等位电势的调制消除

测试了MESFET工艺条件下制作的霍尔片的基本性能。对设计出的GaAs集成霍尔元件进行了不等位电势的测试，采用霍尔元件并联和自旋电流的方法对GaAs方形霍尔元件的不等位电势进行了静态和动态调制消除。实验结果表明GaAs霍尔元件的不等位电势引起的偏差可以控制在可以忽略的范围内。     

集成光学头用的波导光栅耦合器的制作与性能研究

对集成光学头用的波导光栅器件的制作技术进行了研究。采用热氧化和离子束增强沉积方法分别在Si衬底上制备了SiO2层和玻璃波导层,制成了以Si为基底的光波导．采用PCVD法在该光波导上制备Si-N层,用全息干涉光刻法在Si-N层上制作了周期为1μm的等周期直线光栅,并用离子束刻蚀技术将该光栅转移到了Si-N层中。光栅的倾角约20～30°;一级衍射效率可达120％,具有明显的闪耀光栅特征。该光栅可用作导波光输入输出耦合器。     

SiGe HBT的Mextram 504模型温度参数提取与模型改进

针对IMEC0．13μm准自对准SiGe BiCMOS工艺制成的基区Ge组分二阶分布结构SiGe异质结双极晶体管,在25～125℃温度范围内,对其进行了包括Early电压,Gummel图形等在内的完整双极晶体管特性曲线测量,提取了该器件在25～125℃范围内的温度可变Mextram 504模型参数．在此基础上,为Mextram 504模型对0．13μm基区Ge组分二阶分布SiGe异质结双极晶体管探索了完整的模型提取方案．提出了对Mextram 504模型温度参数提取方法的改进,优化了提取流程．对SiGe异质结双极晶体管雪崩电流受温度影响的特性进行了讨论,为Mextram模型提出了雪崩外延层的有效厚度的温度变化经验公式和新的雪崩电流温度变化参数,提高了Mextram模型对不同温度下SiGe双极型晶体管进行模拟仿真的精确度．     

高压MOSFET直流特性宏模型的建立与参数优化

分析了SPICE BSIM3模型对高压双扩散漏MOSFET(HV double diffuse drain MOSFET)模拟过程中产牛的较大偏差,有针对性地提出一种由nMOSFET,MESFET,二极管等常规SPICE器件组成的高压晶体管宏模型.该宏模型结构简单、使用方便,能准确描述HVMOS的I-V特性.为了提高该模型的尺寸可缩放性(scalability),将MESFET阈值电压对体电压的敏感因子K1进行优化,提取了不同沟道尺寸(W/L)下K1取值的半经验公式,使该宏模型能够适用于不同尺寸的晶体管,大大提高了它的实用价值.该尺寸可缩放宏模型(scalable macromodel)能应用于基于SPICE模型的各种通用EDA软件.     

高压集成电路中的HV MOS晶体管BSIM3 I-V模型改进

针对SPICE BSIM3模型在对大量应用于高压集成电路中的轻掺杂漏高压MOS(简称HV MOS)晶体管建模上的不足,提出了基于BSIM3的高压MOS晶体管I-V模型改进.研究中使用Agilent ICCAP测量系统对HVMOS晶体管进行数据采集,并分析其源漏电阻受栅源、源漏和衬底电压的影响及与标准工艺低压MOS晶体管的差异,针对BSIM3模型源代码中源漏电阻R ds的相关参数算法进行了改进,保留BSIM3v3原有参数的同时增加了R ds的二次栅压调制因子Prwg2和有效Vas参数δ的栅压调制因子δ1,δ2,在开放的SPICE和BSIM3v3源代码上对模型库文件进行修改并实现了优化.仿真结果表明采用改进后的模型,在ICCAP下的测量曲线与参数提取后的I-V仿真曲线十分吻合,该模型大大提高了BSIM3 I-V模型模拟HV MOS晶体管时的精确度,对于高压集成电路的设计与仿真有着极其重要的意义.     

一种应用于45nm MOSFET电学仿真的版图相关的PSP应力模型

描述了一种新的应用于45 nm MOSFET电学仿真的版图相关的PSP应力模型。该应力模型主要考虑了多晶硅栅极相关的两种版图效应:相邻PC(多晶硅栅)的间距、dummy PC个数。模型重新定义了MOSFET在应力作用下两个PSP模型基本参数μ0和VFB0,并且根据模型确定晶体管线性漏极电流Idlin、饱和漏极电流Idsat、线性阈值电压Vtlin和饱和阈值电压Vtsat随着以上两种版图效应的变化曲线。     

霍尔叶片传感器的设计与开发

霍尔叶片传感器主要用于检测汽车发动机曲轴位置和转速,此外还可用于检测无刷电机磁极位置及测速等.通过对霍尔叶片传感器的磁路进行动、静态分析,并结合对集成霍尔敏感电路的分析与仿真,为设计和开发此类传感器提供了更有效的途径.同时设计了一种实用的计算机辅助动态测试仪,提高了霍尔叶片传感器的自动检测率.     

适用频率达到20GHz的射频CMOS衬底电阻的精确提取

通过对CMOS的PSP模型中四衬底电阻网络的等效电路进行Y参数分析,得到衬底电阻参数的完整提取方法.应用该方法提取了90nm CMOS工艺中射频nMOS器件的衬底电阻参数,实验数据和仿真比较表明该衬底电阻网络和相应的参数提取方法能精确预测器件的输出性能,模型精度确保使用频率可以达到20GHz以上.