深亞微米CMOS混合信號電路襯底耦合噪聲模型.pdf

1、隨著大規(guī)模復(fù)雜SOC(System On Chip)的不斷發(fā)展，襯底噪聲對于SOC性能的潛在危害越來越大。近年來，對于襯底噪聲的研究已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注。隨著集成電路特征尺寸的進一步減小，綜合水平的不斷提高，襯底噪聲已經(jīng)成為了一個不容忽視的嚴(yán)峻問題。尤其是最近幾年，不斷提高的小型化技術(shù)和創(chuàng)新邏輯設(shè)計使襯底噪聲問題從模擬和混合信號領(lǐng)域蔓延到純數(shù)字設(shè)計領(lǐng)域。 本文對襯底噪聲耦合現(xiàn)象及建模問題進行了系統(tǒng)的分析和研究，并采用電阻宏模型的

2、擴展模型對襯底耦合噪聲進行了初步的建模。研究襯底耦合噪聲的目的就是為了減少其對電路的影響，本文最后從工藝、版圖、封裝、電路等方面討論了抑制襯底耦合噪聲的方法。 文章首先就襯底耦合噪聲的產(chǎn)生機理進行了論述。從襯底噪聲的產(chǎn)生、注入、在襯底中的傳播和接收幾個方面給出了對襯底耦合噪聲的一個大致的了解。在了解了襯底耦合噪聲的一般機理后，對其進行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出了有關(guān)襯底噪聲的數(shù)學(xué)公式，該公式考慮了趨膚效應(yīng)，以便做到在高頻段建模時確保其準(zhǔn)確

3、性。 在做完上述工作之后開始對深亞微米混合信號的襯底耦合噪聲建模。通過對目前比較流行的幾種建模方法進行比較，了解了各種方法的優(yōu)缺點。然后對目前最為流行的電阻宏模型進行了擴展，使電阻宏模型從一個理論模型上升到一個實際模型，使擴展后的模型能夠處理不同寬度和幾何形狀的接觸孔問題，并從單純的兩接觸孔問題升級到多個接觸孔問題。研究過程中通過二維器件模擬工具TMA-MEDICI對擴展后的模型進行了模擬，驗證了模型的正確性和有效性。

4、研究襯底噪聲的最終目的就是要抑制它，最后文章從不同角度，不同方面給出了抑制襯底耦合噪聲的方法。雖然擴展后的模型比原先的模型具有了不少的改進，但是由于模擬工具的局限性以及現(xiàn)在集成電路的不斷飛速發(fā)展，仍然不能用于大型電路的模擬。所以最后文章給出了今后襯底耦合噪聲研究的發(fā)展方向。 本論文對廣大的數(shù)模混合信號集成電路設(shè)計人員，尤其是大規(guī)模高頻混合信號電路設(shè)計人員具有較好的參考價值，可以幫助他們在進行設(shè)計的同時充分考慮襯底耦合噪聲對于電路