【摘要】：互補型金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工藝具有高集成度、低功耗和低成本等優(yōu)點,被廣泛應用于集成電路設計領域。準確的器件模型是電路仿真設計的基礎。隨著CMOS工藝的發(fā)展,晶體管應用頻率已達到毫米波/太赫茲頻段,此時對晶體管模型的適用頻率提出了更高的要求。因此,太赫茲CMOS器件建模技術成為國內外研究的熱點。本文主要研究了太赫茲頻段的MOSFET建模以及參數提取技術并提出了一種新型的超寬帶去嵌方法,主要研究內容如下:首先,本文基于MOSFET中的典型物理效應建立了MOSFET小信號等效電路模型。同時為了表征晶體管S12和S21相位的非線性,考慮了襯底耦合效應,建立了新型襯底的小信號等效電路模型,并給出了相應的參數提取方法。模型計算結果與實驗測試數據吻合良好,從而驗證了該方法的有效性。其次,設計了晶體管建模的測試版圖,其中包括了開路、短路去嵌結構測試版圖以及晶體管測試版圖,用高頻結構仿真器(High Frequence Structure Simulator,HFSS)對開路測試結構與短路測試結構進行了仿真和驗證,同時搭建了測試系統(tǒng),并在1-220 GHz頻段范圍內進行了測試。在此基礎上,本文基于物理原理與版圖結構建立了焊盤、焊盤耦合以及互連線模型,提出了一種220 GHz包含焊盤的晶體管等效電路模型。該方法用基于物理原理的嵌入結構模型將測試結構帶來的寄生效應進行了描述,進一步避免了開路短路去嵌法在太赫茲頻段出現的過去嵌以及欠去嵌的問題。模型計算結果與實驗測試數據吻合良好,從而驗證了該模型的有效性。最后,本文還提出了一種基于開路短路結構的新型去嵌方法。該方法通過模型計算和測試結果相結合的方法來實現去嵌,相比直接通過測試結果進行去嵌的方法,它不僅可以減少成本,而且可以實現超寬頻帶的去嵌。另外,本文將未去嵌數據、開路短路法去嵌數據以及基于本文所提出方法的去嵌數據進行了對比,驗證了本文提出的新型去嵌方法的有效性。本文工作是基于90nm CMOS工藝,聯合先進設計系統(tǒng)(Advanced Design System,ADS)進行模型的參數提取,仿真與驗證。
【圖文】：

預測電路性能。因此，關于 CMOS 工藝的器件模型研廣泛關注。最初出現的就是傳統(tǒng)模型，它是通過微波大的數據庫，這也就導致使用該模型來預測電路性能以當用這種方法來模擬高度集成的 CMOS 通信系統(tǒng)時成規(guī)模的增大，越發(fā)凸顯了這個問題。為了解決傳統(tǒng)越來越多的模型，如物理模型，等效電路模型等。但低頻段進行設計的，因此隨著器件的工作頻率達到毫也將不再適用，此時急需建立有更高適用頻段的器件MOS 場效應管的發(fā)展年，Julius E Lilienfeld 提出了 MOSFET 的概念，與此同理，并申請了專利[2]。但是由于當時條件的限制，他只提有成功制作出 MOSFET。真正制作出 MOSFET 器件的 Atalla[3]。

電子科技大學碩士學位論文工藝具有很多的優(yōu)點，其中極其重要的就是它的高集成的集成電路不但可以節(jié)約成本，減小芯片面積，還能大關于集成度，有一個眾所周知的定律，那就是在 1965 登.摩爾(Gorden Moore)提出的摩爾定律，該定律是一個觀集成電路的集成度，即芯片上晶體管的數目，每年翻一展，該定律被修正為每兩年翻一番，，如圖 1-1 所示。成電路的集成度，不但可以節(jié)約成本，減小芯片面積，，對于電路設計者有著非常重要的意義。目前，國際上集成電路的集成度，那就是通過縮小晶體管尤其是 MOS片面積上，L 減小為原來的二分之一，上面的晶體管數目地提高了電路的集成度[6]。如圖 1-2 所示，橫坐標為年份可知，隨著時間的發(fā)展，柵長變得越來越小，甚至在五。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN386.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 黃斌;魏強;楊克勇;矣峻嶺;;矢量網絡分析儀十二項誤差校正模型理論推導[J];電子工業(yè)專用設備;2009年09期

2 唐宗魁;張佩葉;;矢量網絡分析儀的測量精度[J];科技信息(科學教研);2008年20期

3 陳婷;楊春濤;陳云梅;張國華;;TRL校準方法原理及應用[J];計量技術;2007年07期

相關博士學位論文 前1條

1 程加力;射頻微波MOS器件參數提取與建模技術研究[D];華東師范大學;2012年

相關碩士學位論文 前4條

1 孟茜倩;深亞微米MOSFET建模技術研究[D];華東師范大學;2012年

2 劉秉濤;基于BSIM4的SMIC 0.13um工藝RF MOSFET建模[D];杭州電子科技大學;2011年

3 池毓宋;0.13μm CMOS工藝射頻MOS場效應管建模[D];東南大學;2006年

4 武占宇;多端口矢量網絡分析儀誤差模型和校準技術研究[D];電子科技大學;2006年

本文編號：2560355