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绝缘体上硅(Silicon-on-Insulator, SOI)技术由于其速度快、功耗低、串扰小以及利于集成等优势,在射频微波领域受到工业界和学术界的广泛关注。SOI技术应用于电路设计时,一般采用体接触的方式抑制浮体效应。然而体接触结构引入了额外的寄生电容,降低了射频性能,另外缺乏准确可靠的射频模型,也限制了SOI技术在射频领域的应用。为建立可靠的SOI器件射频模型,本文基于0.13微米SOICMOS工艺,开展了PD SOI器件射频特性及射频模型的研究,主要获得以下成果: 1.进行了PD SOI RF器件射频特性研究。研究对比SOI技术中浮体器件(Floatingbody,FB)、T型栅体接触器件(T-gate body contact,TB)以及H型栅体接触器件(H-gate body contact,HB)的射频特性,并研究了单指宽度对射频特性的影响,该研究成果为建立SOI射频模型提供了一定的指导。 2.重点研究了隧穿体接触晶体管(Tunnel-Diode Body Contact,TDBC)的射频特性,并研究了背栅电压和低温对TDBC器件射频特性的影响以及SOI器件低频噪声特性等。研究结果表明,TDBC器件具有截止频率高,版图面积小,对背栅电压不敏感等优势,在射频集成电路设计、低功耗芯片上系统(SoC)以及低温环境中具有较大的应用潜力。 3.进行了SOI有源器件及无源器件射频模型开发。搭建射频小信号测量测试系统,建立了0.13微米SOI CMOS工艺射频模型库,包括MOS器件和MOS Varactor器件等有源器件,以及电感、MIM电容、电阻、传输线等无源器件,并进行了SOI射频模型的验证,为今后射频模型开发及优化提供了经验。 4.开展了SOI衬底网络模型及参数提取算法研究。分析SOI衬底对RF器件性能的影响,建立了基于四端口网络的SOI器件射频模型,并提出了相应的参数提取算法。该研究结果能够直接提取SOI晶体管衬底网络参数及体电阻等参数,在射频开关模型等大信号模型有一定应用价值。