深亞微米RF-CMOS器件物理與模型研究.pdf

1、當今無線通訊市場發(fā)展迅速,特別是近幾年射頻識別技術的迅猛發(fā)展,使得人們爭先開展對射頻集成電路的研究工作。由于人們對SOC的孜孜追求,硅基CMOS工藝以其在數(shù)字集成電路中的成熟技術、低成本、低功耗等眾多優(yōu)勢,一直受到人們的青睞。CMOS工藝按照摩爾定律發(fā)展,特征尺寸的持續(xù)縮小使其器件的特征頻率已經(jīng)超過了100GHz,這使得CMOS工藝下開展射頻集成電路研究成為可能。電路仿真是集成電路設計的必要手段,而其設計成功率與所用模型的精確度與適用性

2、有很大關系。集成電路器件的尺寸越小,集成度越高,工序就越復雜,對器件模型的精度和模型對先進工藝的適用性也就要求越高。器件建模的重點是保證電路仿真精度和對先進工藝的適用性。
　　 本文主要是對IBM90nm模擬RF工藝下的RF CMOS器件進行研究,通過對器件版圖結構的分析,論證優(yōu)化器件性能方法,并應用新一代CMOS工業(yè)標準的PSP模型進行器件建模。從器件版圖結構的物理角度構建了一套物理意義明確的RF器件模型。
　　 論文

3、首先回顧了MOSFET模型的發(fā)展歷程,特別是PSP模型的發(fā)展,闡述了RF CMOS器件建模的要求,以及本課題開展的目的和意義。接著對深亞微米集約MOSFET器件模型中應用到的物理效應進行了分析與總結,包括對各種高階效應的介紹。隨后從器件版圖入手,分析版圖的布局布線對器件性能的影響。其次,在前面理論分析的基礎上,對器件進行基于PSP的建模,給出建模流程、方法及結果。然后,本文對RF CMOS器件的寄生拓撲網(wǎng)絡做了量化分析,包括寄生電阻、寄

4、生電容、襯底網(wǎng)絡,給出了適合本文的RF CMOS射頻子電路網(wǎng)絡。提出RF CMOS建模方案,并應用本文前面給出的射頻子電路網(wǎng)絡完成RF CMOS器件建模。建模完成后,給出模型仿真與測量值的對比結果。在整個工作電壓范圍內(nèi),該模型在100 MHz～49.9 GHz的頻段內(nèi)可以很好地表征器件的射頻特性。
　　 在文章的最后,給出器件建模的小信號等效電路法,應用此法對RF MOSFET版圖優(yōu)化后的器件考察其高頻特性。從克服器件RF特性制