深亞微米R(shí)F-CMOS器件物理與模型研究.pdf

1、當(dāng)今無(wú)線通訊市場(chǎng)發(fā)展迅速,特別是近幾年射頻識(shí)別技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得人們爭(zhēng)先開(kāi)展對(duì)射頻集成電路的研究工作。由于人們對(duì)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(shù)、低成本、低功耗等眾多優(yōu)勢(shì),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(guò)了100GHz,這使得CMOS工藝下開(kāi)展射頻集成電路研究成為可能。電路仿真是集成電路設(shè)計(jì)的必要手段,而其設(shè)計(jì)成功率與所用模型的精確度與適用性

2、有很大關(guān)系。集成電路器件的尺寸越小,集成度越高,工序就越復(fù)雜,對(duì)器件模型的精度和模型對(duì)先進(jìn)工藝的適用性也就要求越高。器件建模的重點(diǎn)是保證電路仿真精度和對(duì)先進(jìn)工藝的適用性。
　　 本文主要是對(duì)IBM90nm模擬RF工藝下的RF CMOS器件進(jìn)行研究,通過(guò)對(duì)器件版圖結(jié)構(gòu)的分析,論證優(yōu)化器件性能方法,并應(yīng)用新一代CMOS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PSP模型進(jìn)行器件建模。從器件版圖結(jié)構(gòu)的物理角度構(gòu)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(kāi)展的目的和意義。接著對(duì)深亞微米集約MOSFET器件模型中應(yīng)用到的物理效應(yīng)進(jìn)行了分析與總結(jié),包括對(duì)各種高階效應(yīng)的介紹。隨后從器件版圖入手,分析版圖的布局布線對(duì)器件性能的影響。其次,在前面理論分析的基礎(chǔ)上,對(duì)器件進(jìn)行基于PSP的建模,給出建模流程、方法及結(jié)果。然后,本文對(duì)RF CMOS器件的寄生拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)做了量化分析,包括寄生電阻、寄

4、生電容、襯底網(wǎng)絡(luò),給出了適合本文的RF CMOS射頻子電路網(wǎng)絡(luò)。提出RF CMOS建模方案,并應(yīng)用本文前面給出的射頻子電路網(wǎng)絡(luò)完成RF CMOS器件建模。建模完成后,給出模型仿真與測(cè)量值的對(duì)比結(jié)果。在整個(gè)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(hào)等效電路法,應(yīng)用此法對(duì)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