SOI MOS變?nèi)莨苣Ｐ脱芯考癝pice模型工具研發(fā).pdf

1、隨著MOS器件的特征尺寸縮減到14納米以下，基于SOI(Silicon on Insulator)工藝的器件以其抗輻射性和低功耗等優(yōu)點越來越受到國內(nèi)外的重視，尤其在太空領(lǐng)域。模型的精確性可保證電路的性能符合實際應(yīng)用的要求，因此模型的精確性和參數(shù)提取算法的有效性在電路設(shè)計中起到至關(guān)重要的作用。國內(nèi)外有不少文章報道SOI MOS變?nèi)莨苣Ｐ偷难芯?，但是其中部分文章未能考慮SOI MOS變?nèi)莨芤r底帶來的寄生效應(yīng)，即使部分文章考慮襯底寄生效應(yīng)也未

2、能給出提取襯底寄生參數(shù)的算法。同時，模型的發(fā)展使得模型工程師對Spice(Simulation program with integrated circuit emphasis)建模軟件的需求日以迫切。國內(nèi)外有不少優(yōu)秀的器件建模軟件，如是德科技的ICCAP和概倫電子的BSIMProPlus，但是它們也有自身的缺點，如ICCAP可重復(fù)命名變量造成計算錯誤等缺點。
　　在前人研究的基礎(chǔ)上，文章對考慮襯底寄生效應(yīng)的SOI MOS變?nèi)莨苣?/p>

3、型進行改進，并提出兩種SOI MOS變?nèi)莨苣Ｐ鸵约坝行У哪Ｐ蛥?shù)提取算法。模型和算法最終應(yīng)用在華虹宏力SOI工藝提供的SOI MOS變?nèi)莨芷骷系靡则炞C。在此之后，文章借鑒了ICCAP和BSIMProPlus等EDA(Electronic Design Automation)軟件的優(yōu)點，并開展研發(fā)適用于集成電路模型參數(shù)提取工具的研究工作。該工具可驅(qū)動ADS、Hspice等仿真工具，支持加載集成電路基礎(chǔ)元器件模型和測試數(shù)據(jù)，并支持用戶在軟

4、件環(huán)境下采用Jython語言進行模型參數(shù)提取流程的開發(fā)，與此同時該工具為了支持參數(shù)的最優(yōu)化集成了部分智能優(yōu)化算法。該工具在部分功能上也彌補了ICCAP等器件建模軟件的缺點，如工具禁止用戶重復(fù)命名變量和改善了用戶操作界面等。主要研究工作如下：
　　首先，文章調(diào)研了MOS變?nèi)莨苣Ｐ秃图呻娐吩骷Ｐ偷陌l(fā)展。在此基礎(chǔ)上，引出目前市面上流行的幾款器件建模軟件，并分析和指出了部分器件建模軟件的優(yōu)缺點，如ICCAP可提供強大的射頻庫模型但不

5、能提供強大的直流模型庫。
　　其次，在第二章的基礎(chǔ)上，文章對前人研究的SOI MOS變?nèi)莨苣Ｐ瓦M行改進，并提出兩種SOI MOS變?nèi)莨苣Ｐ鸵约坝行У哪Ｐ蛥?shù)提取算法。模型最終應(yīng)用到華虹宏力SOI工藝提供的不同柵指，每柵指長度為0.8μm、寬度為5μm的MOS變?nèi)莨芷骷?，并通過ICCAP驗證對比表明所建模型可精確表征SOI MOS變?nèi)莨芷骷奈锢硖匦?，如CV特性。
　　最后，在完成MOS變?nèi)莨苎芯亢?，設(shè)計了自主研發(fā)的器件建模軟