關(guān)于PSP-SOI模型在RF SOI工藝上的優(yōu)勢分析和應(yīng)用

在不斷發(fā)展的無線互聯(lián)世界里，RF SOI（Silicon-on-Insulator）工藝技術(shù)以其獨特的技術(shù)和成本優(yōu)勢，成為智能手機(jī)射頻前端模塊的首選技術(shù)之一。尤其在射頻開關(guān)領(lǐng)域，SOI技術(shù)以低功耗、高隔離以及高線性度等方面特性贏得眾多設(shè)計者的青睞。

2015年年初，華虹宏力的0.2微米射頻SOI第二代工藝平臺正式發(fā)布推向市場，并首次采用了PSP-SOI模型，為設(shè)計者提供精準(zhǔn)的各種器件特性描述。相較于BSIM-SOI模型，PSP-SOI能夠更精準(zhǔn)地描述模擬特性以及電流高階導(dǎo)數(shù)的連續(xù)性。此外，最重要的一點，在射頻大信號的諧波仿真預(yù)測上，PSP-SOI模型也能準(zhǔn)確地描述各諧波的趨勢。

PSP-SOI（PD）模型是在PSP模型的基礎(chǔ)上，加入了對SOI器件各種特殊效應(yīng)的描述。如浮體效應(yīng)，價帶隧道效應(yīng)電流等。并且包含了對一些特殊寄生效應(yīng)的詳細(xì)描述。如源漏結(jié)二極管，采用JUNCAP2模型對漏電的非線性進(jìn)行了詳盡的描述，該模型除了包括源漏理想的偏移電流及擴(kuò)散電流，還考慮了帶間隧道效應(yīng)及陷阱輔助穿隧因素。另外，自熱效應(yīng)在SOI工藝中是眾所周知的，本模型采用了標(biāo)準(zhǔn)的輔助熱電路方式，通過直流能量的轉(zhuǎn)化來檢測溫度的升高。模型還對寄生三極管效應(yīng)、非線性體電阻、高低頻噪聲、電壓電流等高階倒數(shù)等效應(yīng)進(jìn)行了詳盡的描述。除此之外，模型還對襯底網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了一定的描述。

該模型經(jīng)過與實測數(shù)據(jù)的對比驗證，從直流，到交流，從射頻小信號到射頻大信號的諧波驗證，都得到了較好的吻合。基于PSP-SOI模型的這套工藝設(shè)計工具（PDK）極大的方便了設(shè)計者針對射頻性能和芯片面積同時進(jìn)行優(yōu)化，減少了設(shè)計反復(fù)，設(shè)計并制造出高性能、低功耗的射頻開關(guān)。

值得一提的是，模型團(tuán)隊最近又建立了大信號測試負(fù)載牽引系統(tǒng)，建立了晶圓級別的大信號測試能力，從而為將來進(jìn)一步驗證器件及電路特性，以及進(jìn)行更精準(zhǔn)的模型驗證，提供更有力的支持。

通過研發(fā)團(tuán)隊的不斷努力，同時與客戶保持緊密溝通從而清晰地理解設(shè)計需求，我們將工藝技術(shù)持續(xù)優(yōu)化提升。華虹宏力第三代射頻SOI工藝平臺預(yù)計將在今年第四季度推出。隨著模型的不斷成熟，隨著PDK后端抽取的更精準(zhǔn)優(yōu)化，華虹宏力將為客戶提供更加完善的射頻解決方案，幫助客戶搶占市場先機(jī)，讓我們拭目以待。

張 昊 研發(fā)部器件模型科 張昊 在上海一個研討會上介紹PSP-SOI 模型的優(yōu)勢