基于BSIM4模型的亞微米MOSFET器件直流參數(shù)提取與驗證研究.pdf

1、隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展和越來越廣泛的應(yīng)用,在系統(tǒng)級芯片(SoC-System on Chip)已經(jīng)逐漸成為IC設(shè)計的主流,在大規(guī)模集成電路的規(guī)模和結(jié)構(gòu)和復(fù)雜度不斷增加的背景下,集成電路設(shè)計時就必須考慮其高性能、低功耗、高可靠性和低成本的要求.人們對IC EDA軟件的統(tǒng)計容差分析、優(yōu)化設(shè)計、成品率、成本分析及可靠性預(yù)測的功能和精度要求也越來越高.而在IC EDA軟件中,精確的MOSFET的器件模型是實(shí)現(xiàn)IC EDA設(shè)計和IC產(chǎn)品功能與

2、性能聯(lián)系起來的基礎(chǔ)和關(guān)鍵紐帶.該論文課題的主要研究內(nèi)容就是在深入掌握器件建模方法與BSIM4模型原理的基礎(chǔ)之上,利用美國Celestry(思略)公司的BSIMPro PLUS軟件與美國惠普(HP)公司HP4155半導(dǎo)體參數(shù)測試儀,對亞微米MOSFET器件BSIM4模型直流參數(shù)提取及仿真與驗證進(jìn)行研究與探討.最后論文通過具體實(shí)驗,對一組采用0.35μm工藝、柵氧化層厚度為3nm、不同溝道寬長比的nMOSFET器件進(jìn)行了測試和BSIM4系列

3、模型直流參數(shù)的提取,并且把提取得到的模型參數(shù)輸入新的BSIM4模型中,并利用此模型,用電路模擬仿真工具HSPICE對模擬/數(shù)字電路進(jìn)行模擬與仿真,得到了很好的仿真結(jié)果.通過與無錫華晶上華半導(dǎo)體CSMC 0.6um CMOS工藝庫的仿真結(jié)果進(jìn)行對比,證明提取的參數(shù)與模型能夠精確的模擬和仿真器件的各種直流物理特性,并對模型參數(shù)提取方法和策略進(jìn)行了優(yōu)化與探討.整個論文課題的完成就是一個理論聯(lián)系實(shí)際的過程,是一個在最新理論的指導(dǎo)思想之下努力探索

4、和研究如何將器件建模的原理和思想具體實(shí)施到BSIM4模型參數(shù)的提取過程之中.在這個過程中,作者經(jīng)過對傳統(tǒng)的器件模型參數(shù)提取流程進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷呐c完善,得到了一套合理有效的器件模型參數(shù)提取的過程與方法,并且通過這種方法成功的實(shí)現(xiàn)了對器件進(jìn)行參數(shù)提取,用詳實(shí)的數(shù)據(jù)和結(jié)果既證實(shí)了器件模型參數(shù)提取方法學(xué)的重大指導(dǎo)意義,也肯定了該設(shè)計中摸索出來的MOSFET模型參數(shù)提取方法的有效性和實(shí)用性.此流程具有較強(qiáng)的實(shí)用價值和移植性,經(jīng)實(shí)踐檢驗可作為通用的器