用于集成电路仿真和设计的FinFET建模基于BSIM-CMG标准

图书标准信息

• 作者 尤盖希·辛格·楚罕（Yogesh Singh Chauhan） 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2020-10
• 版次 1
• ISBN 9787111659815
• 定价 99.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 504页
• 字数 303千字

【内容简介】

随着集成电路工艺特征尺寸进入28nm以下节点，传统的平面MOSFET结构已不再适用，新型的三维晶体管（FinFET）结构逐渐成为摩尔定律得以延续的重要保证。本书从三维结构的原理、物理效应入手，详细讨论了FinFET紧凑模型（BSIM-CMG）产生的背景、原理、参数以及实现方法；同时讨论了在模拟和射频集成电路设计中所采用的仿真模型。本书避开了繁杂的公式推导，而进行了更为直接的机理分析，力求使得读者从工艺、器件层面理解BSIM-CMG的特点和使用方法。

 

本书可以作为微电子学与固体电子学、电子信息工程等专业高年级本科生、研究生的专业教材和教师参考用书，也可以作为工程师进行集成电路仿真的FinFET模型手册。

 

【目录】

译者序

 

原书前言

 

第1章FinFET――从器件概念到

 

标准的紧凑模型1

 

1121世纪MOSFET短沟道效应产生

 

的原因1

 

12薄体MOSFET理论3

 

13FinFET和一条新的MOSFET缩放

 

路径3

 

14超薄体场效应晶体管4

 

15FinFET紧凑模型――FinFET工艺

 

与集成电路设计的桥梁5

 

16第一个标准紧凑模型BSIM

 

简史6

 

17核心模型和实际器件模型7

 

18符合工业界标准的FinFET

 

紧凑模型9

 

参考文献10

 

第2章基于模拟和射频应用的

 

紧凑模型11

 

21概述11

 

22重要的紧凑模型指标12

 

23模拟电路指标12

 

231静态工作点12

 

232几何尺寸缩放16

 

233变量模型17

 

234本征电压增益19

 

235速度：单位增益频率24

 

236噪声27

 

237线性度和对称性28

 

238对称性35

 

24射频电路指标36

 

241二端口参数36

 

242速度需求38

 

243非准静态模型46

 

244噪声47

 

245线性度53

 

25总结57

 

参考文献57

 

第3章FinFET核心模型59

 

31双栅FinFET的核心模型60

 

32统一的FinFET紧凑模型67

 

第3章附录详细的表面电动势

 

模型72

 

3A1连续启动函数73

 

3A2四次修正迭代：实现和

 

评估75

 

参考文献80

 

第4章沟道电流和实际器件

 

效应83

 

41概述83

 

42阈值电压滚降83

 

43亚阈值斜率退化89

 

44量子力学中的Vth校正90

 

45垂直场迁移率退化91

 

46漏极饱和电压Vdsat92

 

461非本征示例（RDSMOD=

 

1和2）92

 

462本征示例（RDSMOD=0）94

 

47速度饱和模型97

 

48量子效应98

 

481有效宽度模型99

 

482有效氧化层厚度/有效

 

电容101

 

483电荷质心累积计算101

 

49横向非均匀掺杂模型102

 

410体FinFET的体效应模型

 

（BULKMOD=1）102

 

411输出电阻模型102

 

4111沟道长度调制103

 

4112漏致势垒降低105

 

412沟道电流106

 

参考文献106

 

第5章泄漏电流108

 

51弱反型电流109

 

52栅致源极泄漏及栅致漏极

 

泄漏110

 

521BSIM-CMG中的栅致漏极泄

 

漏/栅致源极泄漏公式112

 

53栅极氧化层隧穿113

 

531BSIM-CMG中的栅极氧

 

化层隧穿公式113

 

532在耗尽区和反型区中的

 

栅极-体隧穿电流114

 

533积累中的栅极-体隧

 

穿电流115

 

534反型中的栅极-沟道隧

 

穿电流117

 

535栅极-源/漏极隧穿电流118

 

54碰撞电离119

 

参考文献120

 

第6章电荷、电容和非准静态

 

效应121

 

61终 端 电荷121

 

611栅极电荷121

 

612漏极电荷123

 

613源极电荷124

 

62跨容124

 

63非准静态效应模型126

 

631弛豫时间近似模型126

 

632沟道诱导栅极电阻

 

模型128

 

633电荷分段模型128

 

参考文献132

 

第7章寄生电阻和电容133

 

71FinFET器件结构和符号

 

定义134

 

72FinFET中与几何尺寸有关

 

的源/漏极电阻建模137

 

721接触电阻137

 

722扩散电阻139

 

723扩展电阻142

 

73寄生电阻模型验证143

 

731TCAD仿真设置144

 

732器件优化145

 

733源/漏极电阻提取146

 

734讨论150

 

74寄生电阻模型的应用考虑151

 

741物理参数152

 

742电阻分量152

 

75栅极电阻模型153

 

76FinFET 寄生电容模型153

 

761寄生电容分量之间的

 

联系153

 

762二维边缘电容的推导154

 

77三维结构中FinFET边缘电容

 

建模：CGEOMOD=2160

 

78寄生电容模型验证161

 

79总结165

 

参考文献166

 

第8章噪声168

 

81概述168

 

82热噪声168

 

83闪 烁 噪 声170

 

84其他噪声分量173

 

85总结174

 

参考文献174

 

第9章结二极管I-V和C-V

 

模型175

 

91结二极管电流模型176

 

911反偏附加泄漏模型179

 

92结二极管电荷/电容模型181

 

921反偏模型182

 

922正偏模型183

 

参考文献186

 

第10章紧凑模型的基准

 

测试187

 

101渐近正确性原理187

 

102基准测试188

 

1021弱反型区和强反型区的物理

 

行为验证188

 

1022对称性测试191

 

1023紧凑模型中电容的互易性

 

测试194

 

1024自热效应模型测试194

 

1025热噪声模型测试196

 

参考文献196

 

第11章BSIM-CMG模型参数

 

提取197

 

111参数提取背景197

 

112BSIM-CMG模型参数提取

 

策略198

 

113总结206

 

参考文献206

 

第12章温度特性208

 

121半导体特性208

 

1211带隙问题特性208

 

1212NC、Vbi和ΦB的温度

 

特性209

 

1213本征载流子浓度的温度

 

特性209

 

122阈值电压的温度特性209

 

1221漏致势垒降低的温度

 

特性210

 

1222体效应的温度特性210

 

1223亚阈值摆幅210

 

123迁移率的温度特性210

 

124速度饱和的温度特性211

 

1241非饱和效应的温度

 

特性211

 

125泄漏电流的温度特性212

 

1251栅极电流212

 

1252栅致漏/源极泄漏212

 

1253碰撞电离212

 

126寄生源/漏极电阻的温度

 

特性212

 

127源/漏极二极管的温度特性213

 

1271直接电流模型213

 

1272电容215

 

1273陷阱辅助隧穿电流215

 

128自热效应217

 

129验证范围218

 

1210测量数据的模型验证218

 

参考文献220

 

附录221

 

附录A参数列表221

 

A1模型控制器221

 

A2器件参数222

 

A3工艺参数223

 

A4基本模型参数224

 

A5几何相关寄生参数235

 

A6温度相关性和自热参数236

 

A7变量模型参数238