SOILDMOS宏模型的研究

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1、东南大学硕士学位论文SOILDMOS宏模型的研究姓名：吴庭林申请学位级别：硕士专业：软件工程；集成电路设计指导教师：常昌远；胡英20110607摘要在功率集成电路应用领域，LDMOS由于和CMOS有着良好的工艺兼容性而被广泛采用。若采用体硅工艺制造，通常寄生效应多，器件占用面积较大；而SOI(绝缘体上的硅)工艺采用的是全介质隔离技术，这一理想的隔离方式使得SOI工艺在高压功率集成电路中得到越来越广泛的运用。精确的仿真模型是电路设计的根本基础，但标准的BSIM3v3模型方程并不能k很z好的拟合大功

2、率SOILDMOS的电学特性，目前业界还没有统一、成熟的SOI高压器件模型可供使用。针对无锡华润上华1．5lun200VSOI高压工艺平台制备的大功率SOILDMOS器件，在分析器件电学特性的基础上建立了SPICE宏模型。所建立的宏模型以BSIM3v3模型为核心，加入SPICE兼容的各种器件单元，包括压控电流源、压控电阻、电压源等，构建一个等效子电路。依据SOILDMOS特有的高压效应(可变电阻效应、准饱和效应，体偏置效应、寄生MOS效应以及自加热效应)，分别对它们建立相应的等效子电路宏模型。最

3、后通过一个完整的提模工作流程，包括Testkey的设计、器件的测试、模型参数的提取，模型的检查与发布等，完成了1．5岬200VSOI工艺LDMOS的SPICE仿真模型。在-400C～1250C温度范围内，沟道长为3．5lxm，宽为100岬~400岬的SOILDMOS器件，其模型仿真值与实际测试结果之间的误差在4％之内，能够达到实际电路仿真的应用要求，从而证明了本文中所建等效子电路宏模型的准确性，为SOI高压集成电路设计的精确仿真提供了保证。关键词：功率集成电路，LDMOS，SOI，SPICE宏模

4、型，压控电流源，准饱和效应ABSTRACThltheapplicationfieldofpowerintegratedcircuit,LDMOShavebeenwidelyusedforthatcompatibilitygoodwithCMOSprocess．BulksiliconprocessusuallywithmoreparasiticandtransistorsCOVerlargerarea．However,theSOI(silicononinsulator)processusesall

5、dielectricisolationtechnology,whichhavebeenwidespreadusedinthehi曲-voltagepowerintegratedcircuits．Accuratesimulationmodelisthefundamentalbasisforcircuitdesign,butthestandardBSIM3v3modelequationdoesnotfitverywellwiththeelectricalpropertiesofthepowerSOI

6、LDMOS．Nowdays，neitheruniformnormatureSOIhi曲voltagedevicemodelscouldbeusedinindustry．ThepowerSOILDMOSdevicespreparedbyCSMC1．5“m200VS01high-voltagetechnologyplatform,aSPICEmacromodelisestablishedbasedontheanalysisoftheelectricalpropertiesofdevices．Thee

7、stablishedmacromodelbyBSIM3v3asthecore，addedkindsofSPICEcompatibledevices，includingthevoltage-controlledcurrentSOurce，voltagecontrolledresistors，voltageSOurceSandetc，withthesedevicesallequivalentsub-circuitwasbuilded．Thenestablishingcorrespondingmacr

8、omodelsub-circuitbasedOiltheuniqueeffectsofSOILDMOS(variableresistanceeffect,quasi·saturationeffect,thebodybiaseffect,andparasiticMOSeffectandself-heatingeffect)．FinallytheSPICEsimulationmodelforLDMOSofCSMC1．5pm200VSOIprocesswascompletedbyworkflowmod