在按比例縮小的原則下,集成電路的工藝已經達到納米級別,晶體管尺寸的縮小導致器件的工作特性也發(fā)生了微妙的變化。基于RF CMOS工藝的半導體器件在特征尺寸降到100納米以下時,許多效應會越來越明顯。并且隨著工作頻率的提高,器件寄生部分所產生的寄生效應也有所加強�，F有的器件模型最初大多都是針對數字和低頻模擬電路設計而建立起來的,主要關注頻率在兆赫茲以內管子的特性,并忽略了許多物理效應對管子特性的影響,如漏端引入的勢壘降低效應(Drain Induced Barrier Lowering,DIBL)。MOSFET器件是集成電路設計中最常用的器件,而MOM電容隨著先進CMOS工藝尺寸的不斷減小,其電容密度擴展具備極大優(yōu)勢。因此,對基于RF CMOS工藝的MOSFET和MOM電容建模研究具有極高的實用價值。本文主要研究了 MOSFET和MOM電容建模。分別建立了基于40 nm CMOS工藝的MOSFET器件和基于55 nm CMOS工藝MOM電容的可縮放模型。同時針對高頻率會引入各種寄生效應的問題,提出了一種連帶測試結構共同建模的RF CMOS器件建模方法。為了提高模型精度、擴展有效頻帶,模型在構造時加入了測試結構和互連線的等效電路。通過解析提取的方法,在低頻時提取測試結構引入的容性和阻性寄生參數。高頻下互連線產生的趨膚效應參數采用物理公式計算初值。模型拓撲結構和參數提取方法,采用40 nm RF CMOS工藝上設計所得連帶測試結構的MOM電容數據進行驗證。本文具體研究內容如下:(1)正確理解基于CMOS工藝MOSFET和MOM電容工作特性和各種物理效應,熟悉及掌握器件的物理結構,了解其寄生拓撲結構,熟悉模型參數對模型影響。(2)對基于CMOS工藝的MOSFET器件的小信號模型進行了研究。并以此為基礎,通過對MOSFET器件射頻特性表征,建立了 MOSFET射頻可縮放模型。(3)研究MOM電容射頻可縮放模型。提出了一種新的連帶測試結構的共同建模的RF CMOS器件建模方法。并在40 nm RF CMOS工藝MOM電容建模中得到驗證。(4)根據研究的中心內容優(yōu)化現有模型,利用實驗室現有硬軟件條件進行測試,提取模型參數,最終對模型質量進行分析。
【學位單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN386
【部分圖文】：

高溫擴散摻雜被離子注入取代，反應離子刻蝕的應用，多晶硅柵結構的應用，互連線逡逑材料的更新換代等。因此，ＣＭＯＳ工藝是在各種學科和制造技術等多方面的結合和共同進步。逡逑圖１．１為自１９７９年起集成電路工藝的柵長尺寸逐年變化趨勢圖，同時對未來的柵逡逑長尺寸做了預測。由圖可知，１Ｃ工藝的柵長尺寸呈不斷減小的趨勢，在可預見的將來柵長尺逡逑寸將繼續(xù)縮小。器件工藝尺寸的減小是由設計中所需的性能和集成度驅動的。集成電路中集逡逑成器件的數量呈指數級增長，而受限于技術節(jié)點和制造成本的增加，預計增長速度將放緩。逡逑１２逡逑；＼逡逑殺６邐＼逡逑２逡逑０邋邐邐—邐逡逑１９７０邐１９８０邐１９９０邐２０００邐２０１０邐２０２０逡逑年逡逑圖１．１集成電路中工藝尺寸最小柵長逐年變化趨勢圖逡逑集成電路的發(fā)展和ＣＭＯＳ技術一直互相支撐、相輔相成。不得不說，集成電路發(fā)展史是逡逑ＣＭＯＳ工藝不斷向前推進的歷史。有些人認為ＣＭＯＳ工藝已經發(fā)展到了頂峰。在過去，基于逡逑純硅的ＣＭＯＳ技術多適用于數字電路的設計。隨著ＣＭＯＳ性能的提升、工藝節(jié)點的進步以逡逑及市場趨勢的變化，ＲＦＣＭＯＳ制程己經引發(fā)了業(yè)界和學界關注和研究，它可以在降低成本的逡逑同時，具有將射頻、基頻與存儲器等組件合而為一的高整合度。因此，對ＲＦＣＭＯＳ的研究意逡逑義重大。逡逑在晶圓代工領域，技術節(jié)點在不斷提升，商用集成電路工藝尺寸已經發(fā)展到了邋７ｎｍ。例逡逑如

低端產品可以大致滿足國內市場，且技術核心大多依賴別的國家，高端產品非常缺失，相關逡逑技術人員也格外短缺。研發(fā)投入的強度和持續(xù)度仍待提升。現在我國的總投資規(guī)模、研發(fā)投逡逑入與歐美等發(fā)達國家相比仍然不足。圖１．２為２０１１－２０１７年我國的集成電路制造行業(yè)的銷售走逡逑勢圖。從圖中可以看出，我國集成電路行業(yè)銷售收入在逐年上升，但是我們的占領的市場主逡逑要在中低端領域，且核心技術對外依賴嚴重。我國集成電路產業(yè)己具備了一定的發(fā)展基礎，逡逑國家加大研發(fā)投入，鼓勵電路設計、芯片制造和電路封裝等集成電路相關產業(yè)的發(fā)展。中芯逡逑國際是大陸目前最大的晶圓代工廠，目前他們的１４ｎｍ己進入客戶導入階段，預計最快于２０１９逡逑年量產。２０１８年，華力微電子１２英寸生產線已經投產［１４］。該產線使用２８邋ｎｍ技術。中芯國逡逑際的１４邋ｎｍ和華力的２８邋ｎｍ工藝的大批量投產影響，國產半導體制造業(yè)與１Ｃ設計業(yè)必將以逡逑此為動力，快速發(fā)展。逡逑腰集成電路行業(yè)銷售收入：億元逡逑６０００邋邐逡逑５０００邋邐Ｓ邐逡逑４０００邋邐疆邐１邐逡逑３０００邋邐樐邐１邐邋＊邋－邋■邐．

致等于襯底中ｐ型雜質的濃度）。若柵偏壓此時漏級和源級之間沒有電流，逡逑ＭＯＳＦＥＴ處于截止狀態(tài)。逡逑圖２．２為ＭＯＳＦＥＴ的輸出特性／＆－心曲線。圖中表示了三個不同的工作區(qū)。逡逑線性區(qū)／邐逡逑圖２．２輸出特性曲線逡逑當０＜匕，＜１＾－心時，ＭＯＳＦＥＴ處于線性區(qū)。在線性區(qū)，隨著漏電壓的增加，逡逑漏源電流４也會隨之呈線性增加。此時４的計算公式見式（２．１）。逡逑１０逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 彭靜玉;;MOS管變容特性研究及振蕩頻率估計[J];電子科技;2011年08期

2 趙軍;;高K-金屬柵極和45納米[J];信息系統(tǒng)工程;2008年03期

3 俞忠鈺;;關于我國集成電路產業(yè)未來發(fā)展思考[J];中國集成電路;2006年02期

本文編號：2812142