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深亚微米CMOS工艺C-V特性建模与SPICE仿真验证

共计 30 章节

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深亚微米CMOS工艺发展历程 · C-V特性建模的重要性 · SPICE仿真在集成电路设计中的作用

课程导论CMOS

MOS电容基础

MOS结构能带图 · 积累/耗尽/反型三种工作状态 · 平带电压与阈值电压的物理意义

MOS电容基础

理想MOS电容C-V特性

低频C-V曲线 · 高频C-V曲线 · 深耗尽状态

实际MOS电容的非理想效应

功函数差 · 界面陷阱电荷 · 氧化层固定电荷

平带电容与平带电压提取

平带电容计算公式 · 从实验C-V曲线提取平带电压的方法 · 平带电压与掺杂浓度的关系

平带电容平带电压提取

阈值电压提取方法

线性外推法 · 最大斜率法 · 恒定电流法

阈值电压提取方法线性外推法

氧化层厚度提取

积累区电容法 · 量子力学修正对电容的影响 · 等效氧化层厚度(EOT)的概念

氧化层厚度提取积累区电容法

衬底掺杂浓度提取

C-V曲线最小电容法 · C-V曲线斜率法 · 与工艺参数的关联

衬底掺杂浓度提取C-V

界面陷阱密度提取

电导法 · 电荷泵法 · 低频/高频C-V法

界面陷阱密度提取电导法

多晶硅耗尽效应

多晶硅栅耗尽对C-V曲线的影响 · 等效电容模型 · 对阈值电压的修正

多晶硅耗尽效应C-V

量子力学效应

量子化能级 · 反型层电容的量子修正 · 对C-V曲线形状的影响

量子力学效应量子化能级

栅极漏电流效应

直接隧穿与Fowler-Nordhe… · 漏电流对C-V测量的干扰 · 等效电路模型

栅极漏电流效应Fowler-Nordh…

浅槽隔离(STI)边缘效应

STI结构对C-V特性的影响 · 边缘寄生电容 · WPE效应建模

STI浅槽隔离

应变硅技术

应变对迁移率和能带的影响 · 应变Si/SiGe异质结C-V特性 · 建模方法

应变硅技术应变对迁移率

HfO2/Al2O3等材料特性 · 高k/金属栅堆栈C-V特性 · 界面层与高k层的电容串联模型

高k栅介质HfO2/Al2O3

金属栅极技术

功函数可调金属栅极 · 金属栅/高k堆栈的C-V特性 · 费米钉扎效应

金属栅极技术功函数可调金属栅…

SOI MOSFET C-V特性

部分耗尽与全耗尽SOI · 背栅效应 · 浮体效应

FinFET与GAA器件C-V特性

三维结构电容分布 · 寄生电容建模 · 多栅耦合效应

C-V测量技术

LCR表原理 · 探针台校准 · 开路/短路/负载校准

C-V测量技术

SPICE模型基础

BSIM4/BSIM-IMG模型架构 · 模型参数分类 · C-V模型在SPICE中的实现

SPICE模型基础

BSIM4 C-V模型

内建电容模型 · 外部电容模型 · 重叠电容

BSIM-IMG C-V模型

独立多栅模型 · 背栅偏置效应 · 电容耦合系数

模型参数提取流程

全局优化与局部优化 · Levenberg-Marquard… · 参数敏感性分析

模型参数提取流程全局优化

C-V曲线拟合技术

分段拟合策略 · 权重函数选择 · 拟合优度评估

C-V曲线拟合技术

温度效应建模

温度对阈值电压 · 迁移率 · C-V曲线的影响

温度效应建模温度对阈值电压

工艺角(Process Corner)建模

FF/SS/TT/FS/SF工艺角下… · 统计建模方法

射频(RF) C-V建模

高频C-V特性 · 衬底耦合效应 · 分布式RC网络模型

噪声与可靠性

C-V测量中的噪声源 · 栅氧化层击穿对C-V的影响 · NBTI/PBTI退化建模

噪声可靠性

先进工艺节点挑战

5nm/3nm节点C-V建模挑战 · EOT缩放极限 · 量子隧穿与寄生效应

先进工艺节点挑战nm/3nm

从实测C-V数据到SPICE模型卡生… · 模型验证与电路仿真 · 课程总结与展望

综合案例C-V