[工程科技]微电子学前沿问题

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1、DSM/VDSM与纳米尺度IC设计SOC是DSM/VDSM与纳米尺度IC精确的模型统一的物理设计方法纳米(90nm)尺度IC设计方法超越传统金属/介质系统的互连线新概念7/5/20211信息时代的微电子科技与系统芯片设计的若干关键问题陈弘毅SOC是DSM/VDSM与纳米尺度ICSOC的特点一定是采用深亚微米/超深亚微米(DSM/VDSM)工艺制造的。通常DSM指<0.5m，而VDSM指<0.18m，而纳米尺度指<0.1m(100nm)SOC要求面积小、密度高；速度快、性能高；电压/功耗低、可靠

2、性高。其中性能是核心精确的模型器件模型逻辑元件模型互连线模型统一的物理设计方法纳米(90nm)尺度IC设计方法7/5/20212信息时代的微电子科技与系统芯片设计的若干关键问题陈弘毅精确的模型用于SPICE模拟的精确器件模型DSM/VDSM下的问题器件中原来的次要(二级)效应成为一级效应短、窄沟效应、DIBL等强场效应：热载流子；速度饱和等衬底杂质非均匀分布、器件结构变化源漏寄生电阻亚0.1微米效应：栅耗尽；速度过冲；量子效应等一维模型成为二、三维模型实验发现，不同几何尺寸(W,L)器件的电学特性也

3、不相同射频(RF)模拟电路要求非常精确的模型工业标准电路模拟器STAR-HSPICE所用的模型7/5/20213信息时代的微电子科技与系统芯片设计的若干关键问题陈弘毅BSIM短沟绝缘栅场效应晶体管(BerkeleyShort-channelIGFET)模型基于准二维分析，考虑了DSM、VDSM尺寸器件的各种效应，是新发展起来的基于物理机理的模型版本进化BSIM3V3.2：6/16/1998BSIM3V3.2.4：1/1/2002BSIM3V3.3：7/29/2005BSIM4.3.0：5/9/200

4、3。适于亚0.1微米MOS器件。以及BSIMSOI3.1.1：2/28/2003BSIM4.5.0:7/29/2005实例：TSMC0.18mCMOS器件的BSIM3-SPICE模型PMOS、NMOS各12个Level-49模型W范围4个：101~10.1、10.1~1.3、1.3~0.6，0.6~0.22mL范围3个：21~1.2、1.2~0.5、0.5~0.18m工艺偏差各分三种：Typical，Fast，Slow每个模型163个参数共72个模型，总计11,736个参数7/5/20214信

5、息时代的微电子科技与系统芯片设计的若干关键问题陈弘毅BSIM模型的演化CMC(CompactModelCoucil)组织1995年3月由TI、IBM、Hitachi、Infineon、AMD、Motorola等公司发起，现有23个大公司成员旨在促进电路模拟用器件紧缩模型的发展与标准化7/5/20215信息时代的微电子科技与系统芯片设计的若干关键问题陈弘毅器件模型新进展：<0.1微米；射频；低压低功耗BSIM4:UCBerkeleybyChenmingHu,MansunChan,Xuemei(Jane

6、)Xi,KanyuM.Cao,HuiWan,WendongLiu,XiaodongJin,JeffOuMOS9,11:PhilipsReserchLaboratoriesbyD.B.M.Klaassen,R.vanLangevelde,A.J.ScholtenEKV:SwissFederalInstituteofTechnologybyChristianEnz,FrancoisKrummenacher,EricVittozHiSIM:Hiroshima(广岛)University,STARCbyM.

7、Miura-Mattausch,H.UenoBSIM3BSIM4MOS9MOS11EKVHiSIMModelingmethodAnalyticalAnalyticalAnalyticalAnalyticalAnalyticalIterativeInversionVt-basedVt-basedVt-basedquasiys-basedHybridys-basedDCcurrentdriftDriftdriftdrift-diffusiondriftdrift-diffusionReferencing

8、SourceDynamicSourceSourceBulkSourceSymmetryNoYesNoYesYesYesInducedgatenoiseIgnoreYesYesYesIgnoreTunnelingIgnoreYesIgnoreYesIgnoreYes7/5/20216信息时代的微电子科技与系统芯片设计的若干关键问题陈弘毅射频(RF)下的器件模型RF-MOSFET的性能fT：增益带宽Ga：增益NF：噪声系数7/5/20217信息时代的微电子科技与系统芯片设