深亚微米pMOS器件HCI退化建模与仿真方法

研究了深亚微米pMOS器件HCI(hot carrier injeotion)退化模型.采用流函数分析方法提出一种时变栅电流物理描述,基于这一栅电流模型改进了pMOS器件的HCI退化模型,并在该模型基础上提出一种HCI退化可靠性仿真方法,用于对静态应力条件下器件的HCI退化程度进行预测.最后给出了仿真结果对比.该方法已被用于XDRT可靠性工具中进行器件HCI退化分析.     

器件参数宏模型的精确建立及其在模拟集成电路性能建模与优化中的应用

Techniques for constructing metamodels of device parameters at BSIM3v3 level accuracy are presented to improve knowledge-based circuit sizing optimization. Based on the analysis of the prediction error of analytical performance expressions, operating point driven （OPD） metamodels of MOSFETs are introduced to capture the circuit＇s characteristics precisely. In the algorithm of metamodel construction, radial basis functions are adopted to interpolate the scattered multivariate data obtained from a well tailored data sampling scheme designed for MOSFETs. The OPD metamodels can be used to automatically bias the circuit at a specific DC operating point. Analytical-based performance expressions composed by the OPD metamodels show obvious improvement for most small-signal performances compared with simulation-based models. Both operating-point variables and transistor dimensions can be optimized in our nesting-loop optimization formulation to maximize design flexibility. The method is successfully applied to a low-voltage low-power amplifier.     

一种新的SPICE BSIM3v3 HCI可靠性模型的建立及参数优化

研究中提出了用于描述HCI(热载流子注入)效应的MOSFET可靠性模型及其建模方法,在原BSIM3模型源代码中针对7个主要参数,增加了其时间调制因子,优化并拟合其与HCI加压时间(Stress time)的关系式,以宽长比为10μm/0.5μm5 V的MOSFET为研究对象,在开放的SPICE和BSIM3源代码对模型库文件进行修改,实现了该可靠性模型。实验表明,该模型的测量曲线与参数提取后的I-V仿真曲线十分吻合,因而适用于预测标准工艺MOS器件在一定工作电压及时间下性能参数的变化,进而评估标准工艺器件的寿命。     

深亚微米MOSFET热载流子退化机理及建模的研究进展

本文给出了深亚微米ＭＯＳ器件热载流子效应及可靠性研究与进展,对当前深亚微米ＭＯＳ器件中的主要热载流子现象以及由其引起的器件性能退化的物理机制进行了详细论述。不仅对热电子,同时也对热空穴的影响进行了重点研究,为深亚微米ＣＭＯＳ电路热载流子可靠性研究奠定了基础。本文还讨论了深亚微米器件热载流子可靠性模型,尤其是ＭＯＳ器件的热载流子退化模型。     

深亚微米HCI模型参数多目标全域提取方法

研究了一种建立在退化栅电流物理解析模型基础上的深亚微米pMOS器件HCI(hot carrier injection)退化模型. 提出了一种基于L-M (Levenberg-Marquardt）算法的多目标响应全域优化提取策略，并对可靠性模型参数进行优化提取. 分析了优化过程中由于参数灵敏度过低产生的问题并提出采用递归算法求解不同时刻栅电流注入电荷量的加速计算方法. 最后，给出了最优化参数提取的结果，并且将测量值与理论值进行了比较,得到很好的一致性.     

基于BSIM深亚微米级MOSFET短沟道效应建模和特征提取方法研究

本文基于BSIM标准研究了现代深亚微米级MOSFET器件的建模和特征提取方法,着重在于短沟道效应方面,其中测试样品由Micron^TM公司提供,最短沟道长度仅为0.16微米.内容包括一般短沟道效应、基板效应和漏极感应势垒降低效应(简称DIBL效应)等.研究表明,实验数据和BSIM模型结果较好吻合,证明文中方法的有效性以及较好的应用前景.     

深亚微米设计中天线效应的消除

分析了 PAE效应 (process antenna effect)的成因 ,并在此基础上提出了几种在深亚微米 ASIC设计中消除PAE效应的方法 .其方法应用于“龙芯 - I CPU”的后端设计 ,保证了投片的一次成功     

CMOS数字电路抗热载流子研究

介绍了热载流子效应与电路拓扑结构及器件参数之间的关系,并在此基础上提出了基本逻辑门的一些搞热载流子加固方法。通过可靠性模拟软件验证这些方法,为CMOS数字电路提高抗热载流子能力提供了参考。     

pMOS器件的热载流子注入和负偏压温度耦合效应

研究了在热载流子注入HCI(hotcarrier injection)和负偏温NBT(negative bias temperature)两种偏置条件下pMOS器件的可靠性．测量了pMOS器件应力前后的电流电压特性和典型的器件参数漂移，并与单独HCI和NBT应力下的特性进行了对比．在这两种应力偏置条件下，pMOS器件退化特性的测量结果显示高温NBT应力使得热载流子退化效应增强．由于栅氧化层中的固定正电荷引起正反馈的热载流子退化增强了漏端电场，使得器件特性严重退化．给出了NBT效应不断增强的HCI耦合效应的详细解释．     

通过直接栅电流测量研究PMOSFET's热载流子损伤

通过直接栅电流测量方法研究了热载流子退化和高栅压退火过程中PMOSFET's热载流子损伤的生长规律.由此,给出了热载流子引起PMOSFET's器件参数退化的准确物理解释.并证明了直接栅电流测量是一种很好的研究器件损伤生长和器件参数退化的实验方法.     

模拟集成电路仿真中的UDSM MOSFET建模

对MOSFET器件特性、MOSFET建模方法和建模发展历程进行了回顾,重点分析了在模拟集成电路设计中较为流行的几种模型:BSIM3、EKV和SP2001模型,对其各自的优缺点进行了比较。结果表明,获得能够精确地预测高性能模拟系统的模型是很困难的;几种模型中,EKV模型在模拟集成电路的低功耗设计中具有一定的优势。