BSIM3SOI v3.2

产业标准SOI模型
高级物理模型方程式

BSIM3SOI的3.2版本发行于2004年2月。

  • 它是一个自动模块,用于选择基于Vbs0估算的操作模式(FD:全耗尽型或PD:部分耗尽型)。这一模块可以通过设置模型参数SOIMOD = 3来被调用。
  • 闪烁噪声和热噪声模型与BSIM4兼容。此外,还包括栅极隧穿感应散粒噪声和因栅极电极电阻引起的热噪声

BSIM3SOI的3.1版本发行于2003年2月。

  • 它为强大的全耗尽型(FD)SOI器件(无浮体效应)提供了一个理想的全耗尽型模块(SOIMOD=2)
  • BSIM射频栅极电阻模型用于在高频状态下运作的SOI器件
  • 新增了加强的binning 能力

BSIM3SOI的3.0版本发行于2002年5月。

  • 它包含了一个新的全耗尽型(FD)模块,以更好地模拟全耗尽型SOI器件。这一模块可以通过设置模型参数SOIMOD = 1来被调用
  • 部分耗尽型(PD)模块在默认状态下,与最新的BSIM3SOI部分耗尽型 2.2.3版本相同(SmartSpice也支持这一版本,旧版Smartspice需设定 LEVEL= 29 )。这一模块可以通过设置模型参数SOIMOD = 0来被调用
  • 新的栅极至通道电流(lgc)和新的栅极至源/漏极(S/D) 新增了电流(lgs和lgd)模型。默认状态下下,这些电流设置为0,以保持与之前的版本兼容,但可将新的选择器IGCMOD设置为1,来包含以上电流模型

BSIM3SOI版本3模型汲取了之前BSIM3SOI版本2的部分耗尽型和全耗尽型 SOI器件的优点。具体支持以下功能:

  • 在C-V 和I-V 下的实时浮体仿真。体电势取决于所有体电流组件的平衡状态
  • 完善了对基极在高的正偏压下阈值电压和体电荷结构的描述
  • 改进后的寄生BJT电流模型。改进包括对各种二极管漏电元件、二阶效应(高级注射及尔利效应)、扩散电荷方程和二极管结电容的温度相关性的加强。
  • 改进的碰撞电离电流模型。从寄生BJT产生的电流也同样被参数FBJTIII所模拟
  • 提供实例参数(PDBCP,PSBCP,AGBCP,AEBCP,NBC),为具有各种体接触和绝缘结构的器件寄生参数建模
  • 引进了外部体节点(第6节点)和其他改进处,以更好地对分布的体电阻建模
  • 自热:支持外部温度节点(第7节点),以方便在各相邻器件间的热耦合模拟
  • 独特的绝缘硅低频噪声模型,包括由浮体效应造成的新的过量噪声
  • 体效应的宽度相关性由参数(K1、K1W1、K1W2)来模拟
  • 两个新参数(FRBODY,DLCB)改进了体电荷的历史相关性。
  • 为用户提供一个实例参数vbsusr,来设置体电势的瞬态初始条件
  • 包含了由BSIM3v3.2,CAPMOD= 3推出的新电荷厚度电容模型
  • 新栅极至基极隧穿电流、基极halo切片电阻、热电阻的最小宽度计算和更高指数函数的上限
  • 氧化隧穿电流的更佳温度相关性和实例参数FRBODY,用以解释与布局相关的分布型基极RC效应

BSIM3SOI v3.2
基极/源极内建电势降低

BSIM3SOI v3.2

漏极和源极的栅极至通道的隧穿电流区分图

BSIM3SOI v3.2

栅极至漏极/源极隧穿电流

BSIM3SOI v3.2

51级环形振荡器

针对低电压低电流电路设计的高级MOSFET模型

薄膜硅绝缘体(SOI)技术可用于低功耗低电压的应用,例如移动和便携式应用。由于对这些应用的日益增长的兴趣,SOI对未来可行的VLSI/ CMOS技术变得越来越有吸引力。

SILVACO 功能实现
  • BSIM3SOIv3的MOSFET模型是SmartLib独立产品模型库中的一款。它可以在SmartSpice中或在UTMOST III中以 level 33被访问到。
  • 该模型功能的实现与伯克利大学发行的最新模型描述完全一致
  • 可通过VZERO选项和多线程能力获得进一步提速。
  • BSIM3SOIv3支持诊断选项EXPERT,来帮助设计师发现收敛问题
  • 寄生元件用SmartSpice通用方程来进行描述
  • 常用MOS器件变量(如电流、电导、电荷和电容)以及BSIM3SOIv3特别内部变量可以被保存,印刷、绘制和/或测量
  • SmartSpice也支持由伯克利大学开发的BSIM3SOI模型早期版本:BSIM3SOI PD v2.2.3版(Level=29)、BSIM3SOI DD v2.1版(Level=27)和BSIM3SOI FD v2.1版(Level=26)