SOI MOSFET高頻特性及噪聲模型研究.pdf

1、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(wèn)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(shì)，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(jiǎn)單的IC(Integrated Circ

2、uit)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(duì)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(duì)SOI射頻技術(shù)以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述，對(duì)SOI MOSFET器件結(jié)構(gòu)，基本物理

3、特性包括浮體效應(yīng)進(jìn)行深入研究，并對(duì)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)。
　?。?）基于PSPSOI標(biāo)準(zhǔn)模型針對(duì)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(duì)PSPSOI模型精度

4、進(jìn)行評(píng)估。并對(duì)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)。
　?。?）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(duì)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。
　?。?）區(qū)別于