深亞微米CMOS混合信號(hào)電路襯底耦合噪聲模型.pdf

1、隨著大規(guī)模復(fù)雜SOC(System On Chip)的不斷發(fā)展，襯底噪聲對(duì)于SOC性能的潛在危害越來越大。近年來，對(duì)于襯底噪聲的研究已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注。隨著集成電路特征尺寸的進(jìn)一步減小，綜合水平的不斷提高，襯底噪聲已經(jīng)成為了一個(gè)不容忽視的嚴(yán)峻問題。尤其是最近幾年，不斷提高的小型化技術(shù)和創(chuàng)新邏輯設(shè)計(jì)使襯底噪聲問題從模擬和混合信號(hào)領(lǐng)域蔓延到純數(shù)字設(shè)計(jì)領(lǐng)域。 本文對(duì)襯底噪聲耦合現(xiàn)象及建模問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究，并采用電阻宏模型的

2、擴(kuò)展模型對(duì)襯底耦合噪聲進(jìn)行了初步的建模。研究襯底耦合噪聲的目的就是為了減少其對(duì)電路的影響，本文最后從工藝、版圖、封裝、電路等方面討論了抑制襯底耦合噪聲的方法。 文章首先就襯底耦合噪聲的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了論述。從襯底噪聲的產(chǎn)生、注入、在襯底中的傳播和接收幾個(gè)方面給出了對(duì)襯底耦合噪聲的一個(gè)大致的了解。在了解了襯底耦合噪聲的一般機(jī)理后，對(duì)其進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出了有關(guān)襯底噪聲的數(shù)學(xué)公式，該公式考慮了趨膚效應(yīng)，以便做到在高頻段建模時(shí)確保其準(zhǔn)確

3、性。 在做完上述工作之后開始對(duì)深亞微米混合信號(hào)的襯底耦合噪聲建模。通過對(duì)目前比較流行的幾種建模方法進(jìn)行比較，了解了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。然后對(duì)目前最為流行的電阻宏模型進(jìn)行了擴(kuò)展，使電阻宏模型從一個(gè)理論模型上升到一個(gè)實(shí)際模型，使擴(kuò)展后的模型能夠處理不同寬度和幾何形狀的接觸孔問題，并從單純的兩接觸孔問題升級(jí)到多個(gè)接觸孔問題。研究過程中通過二維器件模擬工具TMA-MEDICI對(duì)擴(kuò)展后的模型進(jìn)行了模擬，驗(yàn)證了模型的正確性和有效性。

4、研究襯底噪聲的最終目的就是要抑制它，最后文章從不同角度，不同方面給出了抑制襯底耦合噪聲的方法。雖然擴(kuò)展后的模型比原先的模型具有了不少的改進(jìn)，但是由于模擬工具的局限性以及現(xiàn)在集成電路的不斷飛速發(fā)展，仍然不能用于大型電路的模擬。所以最后文章給出了今后襯底耦合噪聲研究的發(fā)展方向。 本論文對(duì)廣大的數(shù)?；旌闲盘?hào)集成電路設(shè)計(jì)人員，尤其是大規(guī)模高頻混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)人員具有較好的參考價(jià)值，可以幫助他們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)充分考慮襯底耦合噪聲對(duì)于電路