BSIM模型的研究和最近进展(英文)

CMOS集成电路技术的进一步发展和不断出现的新技术应用要求我们持续地改进和增强VLSI电路设计和模拟的集约模型.基于此,美国Berkeley加州大学的BSI M团队对国际工业标准芯片仿真物理模型BSI M进行了一系列的研究和发展工作.本文分析和介绍了最近几年来本人参与其中的BSI M工程的研究和进展情况,包括BSI M5的研究, BSI M4的增强和BSI MSOI的发展. BSI M5是为满足RF和高速CMOS电路模拟要求而发展的新一代物理基础的BSI M模型,具有对称、连续和参数少的特点.BSI M4是一个成熟的工业标准仿真模型,在衬底电阻网络、隧穿电流、饱和电流原理和应力模型等方面有一系列的功能增强以支持技术进步的需求. BSI MSOI已经发展成可应用于SOI -PD和SOI -FD技术的普适模型,通过有效体电势ΔVbi的改变进行器件工作模式的选择,可以帮助电路设计者实现PD和FD共存的设计趋势.

深亚微米部分耗尽型SOI MOSFET的建模及特征提取方法

基于BSIMSOI模型研究了深亚微米级部分耗尽型绝缘体上硅金属氧化物半导体场效应晶体管(PD SOI MOSFET)器件的自加热效应、体接触效应及浮体效应,并提出了PD SOI MOSFET的建模方法及相应的模型参数提取方法。根据上述方法对西安微电子技术研究所0.35μm工艺条件下的PD SOI器件进行了建模和验证,结果显示所建立的模型与测试数据吻合,表明本文所提方法的准确性及有效性。

0.35μm SOI CMOS器件建模技术研究

介绍了SOI技术的优势和器件建模的意义.针对0.35μm SOI CMOS工艺的开发,设计了用于建模的测试芯片.对于SOI MOSFET中存在的自加热等寄生效应设计了参数提取的流程,并设计了相应的测试方法.在得到所需的测试数据后,采用局部优化方法进行参数提取.最后通过模型仿真结果和测试数据的比较证明了建立的0.35μ mSOI CMOS模型有较高的精度.

基于MPI的全局并行遗传算法的SOI MOS器件模型参数提取

提出了将全局并行遗传算法应用于模型参数提取,并应用于标准的1.2μm CMOS/SOI工艺的SOI MOS-FET器件,一次性提取BSIMSOI3模型主要的42个直流参数.实验结果表明,该方法不依赖参数初始值、精度高、效率高,降低了SOI模型参数提取工作的难度,具有很强的通用性,易于移植优化及数据拟合.

H型栅PMOS跨导双峰效应建模

H型栅SOI PMOS结构因为其抗辐照能力强,对称性较好,在SOI电路设计中得到广泛应用。但其跨导在栅电压变化时具有明显的双峰效应,而通用的BSIMSOI模型无法反映出该类器件的跨导双峰效应,为器件特性的仿真和预测带来了挑战。针对此问题,基于BSIMSOI仿真模型,利用子电路定义了两条并联的晶体管沟道,建立了H型栅PMOS结构的SPICE模型。该模型可有效表现SOI工艺下的PMOS器件的双峰效应。实验结果表明,与BSIMSOI相比,该文提出的模型误差均方根值(RMS)从6.91%下降至1.91%,同时,利用BSIMSOI的bin参数后,将W较小尺寸的模型RMS值降低了60%以上,可以良好地适用于SOI工艺H型栅PMOS结构建模和电路设计当中。