廣島大學于2012年8月2日在東京召開新聞發布會,宣布該校開發的電路模擬用晶體管模型“HiSIM_SOI”已成為國際標準。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)國際標準化機構“CMC:Compact Modeling Council”接納為SOI晶體管的CMC標準。
HiSIM_SOI的基礎是Bulk基板MOS晶體管模型“HiSIM2:Hiroshima- university STARC IGFET Model 2”。這是廣島大學在日本半導體理工學研究中心(STARC)的協助下開發的,已于2011年4月被選為CMC標準(參閱本站報道1)。將HiSIM2擴展到高耐壓晶體管的“HiSIM_HV”(最初名稱為“HiSIM LDMOS”)于2007年12月被選為CMC標準。此次,HiSIM_SOI又被選為CMC標準,這樣日本共有三個HiSIM模型成為國際標準。
據出席會議的獨立行政法人日本產業技術綜合研究所(產綜研)介紹,獲得三個CMC標準的全球只有美國加州大學伯克利分校(UCB)和廣島大學兩所學校。不過,據產綜研介紹,在UCB的三個CMC標準中,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),而廣島大學的HiSIM模型都是克服了閾值電壓模型弱點的表面電位模型(參閱本站報道2),從發展前景來看,可以說廣島大學的三個CMC標準模型比UCB的三個標準模型更勝一籌。
易于應用于太陽能電池等的模型
廣島大學教授三浦道子和Mattausch Hans Jurgen(兼任廣島大學HiSIM研究中心主任)對模型做了技術講解。據兩人介紹,SOI MOSFET含有絕緣層,因此比Bulk MOSFET構造復雜,HiSIM_SOI的開發花費了10年多的時間。不過,今后容易用于正在推進實用化的新一代晶體管,三浦自信地說,“將來還能獲得多項CMC標準”。
為爭取成為下一個CMC標準而正在開發的是使用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)。標準化的強勁對手是UCB開發的模型。除FD SOI模型外,面向太陽能電池的“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“進化形式”。
另外,此次成為CMC標準的HiSIM_SOI可以從廣島大學HiSIM研究中心的主頁下載Verilog-A格式的文件,可在支持Verilog-A的電路模擬器中立即使用。
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