【摘要】：體硅CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)技術(shù)在特征尺寸減小到100nm后遇到很多技術(shù)與性能上的挑戰(zhàn),引入的短溝道效應(yīng)等問題使得體硅技術(shù)在朝著摩爾定律方向難以發(fā)展。絕緣體上硅(Silicon-on-Insulator,SOI)技術(shù)由于其功耗低、利于集成、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)勢,得到射頻微波領(lǐng)域受到學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的廣泛關(guān)注。而在射頻領(lǐng)域的應(yīng)用,即使最簡單的IC(Integrated Circuit)設(shè)計(jì)也從電路仿真開始,這就要求可靠射頻模型。而且器件自身產(chǎn)生的噪聲隨頻率提高逐漸成為影響整個(gè)系統(tǒng)性能的重要因子。本文基于0.13μm SOI CMOS工藝,對SOI MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)器件高頻特性及噪聲模型進(jìn)行研究。文章主要工作如下:(1)對SOI射頻技術(shù)以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述,對SOI MOSFET器件結(jié)構(gòu),基本物理特性包括浮體效應(yīng)進(jìn)行深入研究,并對SOI MOSFET器件的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)模型及其射頻建模經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行介紹,為后續(xù)射頻模型的建立奠定基礎(chǔ)。(2)基于PSPSOI標(biāo)準(zhǔn)模型針對SOI MOSFET器件,提出半自動(dòng)模型參數(shù)提取方法,基于等效電路模型方法建立誤差可控的完整射頻可縮放模型,包括本征和非本征兩個(gè)模塊,并對PSPSOI模型精度進(jìn)行評估。并對超低溫下SOI MOSFET直流和射頻小信號(hào)特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析,為今后射頻模型開發(fā)及低溫應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)。(3)提出了基于小信號(hào)分析的SOI MOSFET的高頻熱噪聲建模方法。對MOSFET器件主要噪聲源及其物理分析方法進(jìn)行概述,基于噪聲二端口網(wǎng)絡(luò)理論提出SOI MOSFET器件含有噪聲源的小信號(hào)等效電路,詳細(xì)給出噪聲源計(jì)算方法以及噪聲參數(shù)求解算法,為電路設(shè)計(jì)者和芯片設(shè)計(jì)者提供合理參考。(4)區(qū)別于傳統(tǒng)二端口網(wǎng)絡(luò),提出了一種基于四端口網(wǎng)絡(luò)的SOI器件射頻模型,分析了SOI襯底網(wǎng)絡(luò)對器件性能影響以及主要的襯底模型,并詳細(xì)給出小信號(hào)參數(shù)提取算法解析過程,該研究結(jié)果能夠直接提取SOI晶體管襯底網(wǎng)絡(luò)晶體管襯底網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及體電阻等,在射頻開關(guān)模型等大信號(hào)模型有一定參考價(jià)值。
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【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】：2017
【分類號(hào)】：TN386

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 賈侃;孫偉鋒;時(shí)龍興;;A sub-circuit MOSFET model with a wide temperature range including cryogenic temperature[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2011年06期

2 陳猛;王一波;;SOI材料的發(fā)展歷史、應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展新趨勢(下)[J];中國集成電路;2007年08期

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本文編號(hào)：2473835