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深亚微米MOSFET建模技术研究

作　者: 孟茜倩
导　师: 高建军
学　校: 华东师范大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 深亚微米MOSFET 晶体管建模 DC模型 RF模型
分类号: TN386
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无线通信领域对集成电路(IC)的巨大需求推动了半导体产业的快速发展,随着CMOS工艺的迅速发展,以及MOS器件截止频率不断提高,MOSFET的研究得到越来越多人的关注。半导体器件建模是连接起电路设计和制造技术的一个重要环节。而器件尺寸越来越小,集成规模越来越大,集成电路工序越来越复杂,对器件模型的精度要求也越来越高,精确的器件模型无疑已成为电路设计者们首要解决的问题。本论文的研究工作主要围绕深亚微米MOSFET建模技术的学习与研究展开。第一章介绍了MOSFET的基础知识,包括其发展历史,结构以及工作原理。第二章介绍了MOSFET模型的相关知识,包括对其要求,其分类,发展历史,研究流程,并研究了以Shockley模型为代表的传统MOSFET模型。实验结果表明,以Shockley为代表的传统MOSFET模型以不能正确表征深亚微米MOSFET的特性,模型需要发展与改进。第三章介绍了MESFET非线性模型,对0.25μm MOSFET基于MESFET非线性模型进行了DC参数提取与软件仿真,以及精度分析。实验结果表明,MESFET非线性模型可以较好的表征MOSFET的DCⅠ-Ⅴ特性,并且模型参数越多精度越高。第四章讨论了上面提到过的传统MOSFET模型存在的问题和缺陷,在此基础上提出了一种改进型MOSFET DC模型,并进行了参数提取与软件仿真,以及精度分析。实验结果表明,该改进型模型可以很好的表征深亚微米MOSFET的DC I-V特性。第五章介绍了目前MOSFET射频级建模的发展,学习研究了众多文献中给出的三种MOSFET射频级建模方法。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-30
  1.1 研究背景  10-14
  1.2 MOSFET基础知识  14-24
    1.2.1 场效应晶体管  15-16
    1.2.2 结型场效应管  16-17
    1.2.3 绝缘栅型场效应管  17
    1.2.4 MOSFET介绍  17-24
  1.3 由于器件尺寸缩小而产生的一系列效应  24-26
    1.3.1 漏极附近的碰撞电离  24-25
    1.3.2 沟道长度调制  25
    1.3.3 沟道穿通  25-26
    1.3.4 短沟道阈值电压变化  26
  1.4 论文的主要工作和结构  26-28
  参考文献  28-30
第二章 MOSFET模型  30-44
  2.1 MOSFET模型的要求  30-31
  2.2 MOSFET模型的分类  31-32
  2.3 MOSFET模型的历史  32-35
  2.4 MOSFET模型的研究流程  35-38
  2.5 传统MOSFET模型介绍  38-40
  2.6 本章小结  40-41
  参考文献  41-44
第三章基于MESFET非线性模型的MOSFET DC建模技术  44-53
  3.1 常用的MESFET非线性模型介绍  44-45
  3.2 MESFET非线性DC模型参数提取  45-46
  3.3 仿真结果与测量值对比  46-49
  3.4 MESFET非线性DC模型精度分析  49-50
  3.5 本章小结  50-51
  参考文献  51-53
第四章一种改进型MOSFET DC模型  53-57
  4.1 传统MOSFET模型存在的问题和缺陷  53
  4.2 一种改进型MOSFET DC模型的提出  53-55
  4.3 仿真结果与精度分析  55
  4.4 本章小结  55-56
  参考文献  56-57
第五章 MOSFET射频级建模  57-67
  5.1 介绍  57-58
  5.2 MOSFET射频模型  58-62
    5.2.1 带衬底网络的小信号准静态模型  58-59
    5.2.2 小信号非准静态模型  59
    5.2.3 小信号等效电路模型  59-62
  5.3 本章小结  62-63
  参考文献  63-67
第六章总结与展望  67-69
  6.1 工作总结  67-68
  6.2 未来展望  68-69
附录  69-70
后记  70

深亚微米MOSFET建模技术研究

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