本文關(guān)鍵詞：毫米波共面波導(dǎo)建模技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著半導(dǎo)體工藝的持續(xù)發(fā)展,晶體管的截止頻率和最大工作頻率不斷提升。根據(jù)國際半導(dǎo)體技術(shù)藍圖(ITRS)報導(dǎo),CMOS晶體管的截止頻率在2021年有望達到0.9THz,毫米波集成電路設(shè)計逐漸受到業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重點關(guān)注。共面波導(dǎo)(CPW)作為微波電路設(shè)計中最基本的無源器件,具有低損耗和特性阻抗變化范圍廣等優(yōu)點。在毫米波集成電路設(shè)計中,CPW既能作為最基本的互連線,也能在匹配電路中作為電容和電感使用。所以,如果在電路設(shè)計中可以得到精準的CPW模型,就可以大大提高毫米波集成電路性能。但是目前,CPW的研究存在兩個問題:高頻下的電磁場(EM)仿真不準確;在片測試數(shù)據(jù)去嵌誤差大。由于這兩個問題無法解決,CPW的等效電路模型在毫米波頻段的精度一直不能滿足電路設(shè)計的要求。本文從優(yōu)化EM仿真、改進去嵌算法和建立新型等效電路模型三個方面對CPW進行了深入的研究。具體內(nèi)容概括如下:1.在GaAs和CMOS工藝平臺上對CPW的結(jié)構(gòu)及參數(shù)特性進行了深入研究。一方面通過EM仿真,確定歐姆接觸等金屬層與襯底之間的位置關(guān)系;另一方面,對由頻率升高及工藝偏差所引起的電導(dǎo)率和介電常數(shù)的變化,從仿真角度進行了反向推導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上,優(yōu)化相應(yīng)的CPW仿真模型參數(shù)使得該仿真模型在0.1-220GHz范圍內(nèi)與實測結(jié)果很好的吻合,為后續(xù)的去嵌算法研究及等效模型分析提供準確的仿真數(shù)據(jù)的支持,同時,為電路設(shè)計提供有力的CAD輔助。2.提出了一種基于EM仿真的去嵌算法。該算法無需設(shè)計額外的去嵌結(jié)構(gòu),可以節(jié)省芯片面積并大大降低流片成本。通過與多種去嵌算法的對比可以發(fā)現(xiàn),論文提出的去嵌算法,其性能優(yōu)于開路去嵌和開路短路去嵌算法,與目前主流的thru去嵌和Mangan去嵌算法效果相當(dāng)。由于所提出的算法不需要預(yù)留去嵌結(jié)構(gòu),所以其使用要比thru和Mangan去嵌更為靈活。3.基于現(xiàn)有的三種傳輸線模型,對GaAs和SMIC 65nm兩種工藝下CPW分別建立了相應(yīng)的共面波導(dǎo)等效電路模型,并在傳統(tǒng)經(jīng)驗公式和實測結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出一種新型、簡便的參數(shù)提取方法。采用兩種工藝下的實測數(shù)據(jù)對所提出的模型和參數(shù)提取方法的準確性進行了驗證。實驗證明,這兩種模型在67GHz以內(nèi)都可以很好的吻合實測結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：毫米波 共面波導(dǎo) EM仿真 去嵌算法 模型 參數(shù)提取
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN814
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 毫米波特點及其應(yīng)用10
• 1.2 毫米波共面波導(dǎo)10-17
• 1.2.1 常見的CPW結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 去嵌算法13-15
• 1.2.3 CPW等效電路模型15-17
• 1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第二章 傳輸線基本理論19-26
• 2.1 傳輸線的重要指標19-21
• 2.1.1 傳輸線的傳播常數(shù)和特性阻抗19-20
• 2.1.2 傳輸線的傳播常數(shù)和特性阻抗的提取方法20-21
• 2.2 傳輸線的寄生效應(yīng)以及相應(yīng)的等效電路模型21-25
• 2.2.1 趨膚效應(yīng)21-23
• 2.2.2 鄰近效應(yīng)23-24
• 2.2.3 襯底中的耦合效應(yīng)24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 CPW EM仿真26-36
• 3.1 CPW的HFSS仿真26-31
• 3.1.1 HFSS基本設(shè)置26-28
• 3.1.2 HFSS仿真的修正28-31
• 3.2 CPW的ADS Momentum仿真31-33
• 3.2.1 ADS Momentum基本設(shè)置31-32
• 3.2.2 端.類型設(shè)置32-33
• 3.3 EM仿真應(yīng)用33-35
• 3.3.1 介電常數(shù)隨頻率的變化33
• 3.3.2 電導(dǎo)率隨頻率的變化33-34
• 3.3.3 介電常數(shù)和電導(dǎo)率對仿真的影響34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 傳輸線去嵌算法36-47
• 4.1 開路去嵌36-37
• 4.2 開路短路去嵌37-38
• 4.3 Mangan雙線去嵌法38-40
• 4.4 thru去嵌40-42
• 4.5 仿真去嵌42-45
• 4.5.1 仿真去嵌 142-44
• 4.5.2 仿真去嵌 244-45
• 4.6 幾種去嵌算法對比45
• 4.7 本章小結(jié)45-47
• 第五章 CPW模型47-59
• 5.1 現(xiàn)有傳輸線模型47-51
• 5.1.1 傳統(tǒng)RLGC模型47-48
• 5.1.2 CPW統(tǒng)一模型48-50
• 5.1.3 分數(shù)階傳輸線模型50-51
• 5.2 CPW1和CPW2模型51-58
• 5.2.1 CPW1模型51-55
• 5.2.2 CPW2模型55-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)及展望59-61
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-66
• 附錄66

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