廣島大學(xué)開發(fā)的晶體管模型“HiSIM_SOI”已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。本文就該晶體管模型進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
HiSIM_SOI是SOI基板上的晶體管的模型，已于2012年7下旬被電路模擬用晶體管模型(即集約模型)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)“CMC：Compact Modeling Council”接納為SOI晶體管的CMC標(biāo)準(zhǔn)。
HiSIM_SOI的基礎(chǔ)是Bulk基板MOS晶體管模型“HiSIM2：Hiroshima- university STARCIGFET Model 2”。這是廣島大學(xué)在日本半導(dǎo)體理工學(xué)研究中心(STARC)的協(xié)助下開發(fā)的，已于2011年4月被選為CMC標(biāo)準(zhǔn)。將HiSIM2擴(kuò)展到高耐壓晶體管的“HiSIM_HV”(最初名稱為“HiSIMLDMOS”)于2007年12月被選為CMC標(biāo)準(zhǔn)。此次，HiSIM_SOI又被選為CMC標(biāo)準(zhǔn)，這樣日本共有三個(gè)HiSIM模型成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)出席會(huì)議的獨(dú)立行政法人日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(產(chǎn)綜研)介紹，獲得三個(gè)CMC標(biāo)準(zhǔn)的全球只有美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校(UCB)和廣島大學(xué)兩所學(xué)校。不過(guò)，據(jù)產(chǎn)綜研介紹，在UCB的三個(gè)CMC標(biāo)準(zhǔn)中，BSIM(Bulk MOS晶體管)和BSIM-SOI都是老一代晶體管模型(即閾值電壓模型)，而廣島大學(xué)的HiSIM模型都是克服了閾值電壓模型弱點(diǎn)的表面電位模型，從發(fā)展前景來(lái)看，可以說(shuō)廣島大學(xué)的三個(gè)CMC標(biāo)準(zhǔn)模型比UCB的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型更勝一籌。
易于應(yīng)用于太陽(yáng)能電池等的模型
廣島大學(xué)教授三浦道子和Mattausch Hans Jurgen(兼任廣島大學(xué)HiSIM研究中心主任)對(duì)模型做了技術(shù)講解。據(jù)兩人介紹，SOI MOSFET含有絕緣層，因此比Bulk MOSFET構(gòu)造復(fù)雜，HiSIM_SOI的開發(fā)花費(fèi)了10年多的時(shí)間。不過(guò)，今后容易用于正在推進(jìn)實(shí)用化的新一代晶體管，三浦自信地說(shuō)，“將來(lái)還能獲得多項(xiàng)CMC標(biāo)準(zhǔn)”。
為爭(zhēng)取成為下一個(gè)CMC標(biāo)準(zhǔn)而正在開發(fā)的是使用SOI層很薄的全耗盡(Fully-Depleted) SOI基板的MOSFET模型，該模型叫做“HiSIM SOTB ”(SOTB是Silicon-on-Thin Body的縮寫)。標(biāo)準(zhǔn)化的強(qiáng)勁對(duì)手是UCB開發(fā)的模型。除FD SOI模型外，面向太陽(yáng)能電池的“HiSIM-TFT”模型(TFT是Thin Film transistor的縮寫)及面向FinFET等多柵極晶體管的“HiSIM-MG”模型(MG是multigate的縮寫)等也是HiSIM_SOI的“進(jìn)化形式”。另外，此次成為CMC標(biāo)準(zhǔn)的HiSIM_SOI可以從廣島大學(xué)HiSIM研究中心的主頁(yè)下載Verilog-A格式的文件，可在支持Verilog-A的電路模擬器中立即使用。
