Экстракция параметров компактной модели МОП транзистора EKV2.6

Современные микросхемы высокой степени интеграции, как аналоговые, так и цифровые, преимущественно производятся по КМОП – технологии. При проектировании таких схем наличие достоверной модели транзистора является необходимостью. Основная часть существующих субмикронных технологических процессов ориентирована на высокопроизводительные цифровые интегральные схемы, соответственно  развитие компактных моделей транзисторов долгое время осуществлялось в первую очередь с учётом требований более простого цифрового моделирования на транзисторном уровне, а не аналогового. Аналоговые и смешанные схемы гораздо сильнее зависят от работы каждого элемента, поэтому модель должна максимально точно описывать все значимые характеристики прибора. Учёт данного требования привел к чрезмерному усложнению стандартных моделей (таких как BSIM3 и BSIM4) и росту количества параметров до нескольких сотен и появлению сглаживающих функций с нефизичными параметрами. Непрерывность функции на границе слабой, средней и сильной инверсии в канале,  физичность, простота и скорость работы моделей – это одни из главных требований для компактной модели в аналоговом проектировании. Им отвечает модель EKV, особенностью которой является построение уравнений относительно напряжения отсечки и заряда в инверсионном слое, а не порогового напряжения. Также, благодаря физичности, простоте и точности модели, количество параметров очень мало, что важно при их экстракции при большом количестве статистических данных.

В данной работе была составлена методика экстракции статических параметров в программе UtmostIV для модели МОП транзистора с n-каналом EKV2.6 для технологического КМОП процесса с нормой 180 нм и напряжением 1,8 В. Исходные данные были получены из измерений и моделирования полного технологического маршрута в программе приборно-технологического моделирования Silvaco TCAD. Результаты показывают гибкость и точность модели, а так же простоту методов экстракции параметров и их оптимизации.

Научный руководитель - к. ф.-м.н., Диденко С.И.