Высокочастотный шум в 0,18 мкм и 0,13 мкм МОП-транзисторе. Методика эксперимента

Содержание

1.  Аннотация……………………………………………………..……………3

2.  Введение……………………………………………………….……………3

3.  Методика эксперимента…………………………………….……………..4

4.  Результат и обсуждение……………………………………………………5

5.  Вывод………………………………………………………………………..9

6.  Список использованной литературы……………………………………...9

1.  Аннотация

Мы  изучили затвор и зависимость длительности селекторного импульса,  от минимального коэффициента шума (NF_min) в микрометровом МОП-транзисторе. Коэффициента шума (NF_min) 0,93 дБ  в 0,18-мкм МОП-транзисторе на частоте 5,8 ГГц,  возрастает до  номера 50, и увеличивается ненормально, когда выше 50. Длительность селекторного импульса  до 0,13 мкм показывает больше, чем NF_min в  0,18-мкм случае. Из анализа хорошо калиброванной модели устройства, аномальные зависимость номеров связано с совокупным эффектом снижения сопротивления затвора и увеличения потерь подложки. Уменьшение до 0,13 мкм МОП-транзистора дает более высокий NF_min, из-за более высокого сопротивления затвора и модифицированной Т-структурой затвора предложено оптимизировать NF_min для дальнейшего уменьшения  МОП-транзистора.

2.  ВВЕДЕНИЕ

Непрерывное уменьшение VLCI технологий,  улучшает  высокочастотное  усиление МОП-транзистора  так, что он может быть использован для беспроводной связи.

Тем не менее,  по-прежнему не ясно, зависимость уменьшения  радиочастотного шума, который ограничивает уровень шума высокочастотной системы. Известно, что коэффициент шума (NF) тока текущего через Si RFICs еще больше, чем в GaAs, но лишний шум в Si ICs может исходить от пассивных устройств [1], которые могут , быть в значительной степени подавлены с помощью ионной имплантации процессов разработанных нами [1] - [4]. Таким образом, дальнейшее снижение шума в  Si RFICs близкое к GaAs зависит от оптимизации активных МОП-транзисторов. В данной работе мы использовали много показательный  макет и устройство уменьшения для оптимизации радиочастотных шумов в  мкм. МОП-транзисторе. Минимальный коэффициент шума (NF) в размере 0,93 дБ достигнут в 0,18-мкм МОП-транзисторе, как увеличение показывает до 50, а аномальное увеличение показывает когда >50. Уменьшение  до 0,13-мкм МОП-транзисторов дает больший коэффициент шума (NF_min) чем 0,18-мкм устройствах, в том же показателе. Проанализированный аномальный показатель зависимости для самосогласованного постоянного тока, и S-параметров модели связано с уменьшением сопротивление затвора (Rg) и увеличение потерь подложки [1] - [4]. Длительность селекторного импульса  зависит от возрастания Rg, так и с уменьшения  от 0,18 до 0,13 мкм. Однако, большой показатель потребует большей площади устройств и мощности, что противоположно тенденции уменьшения VLSI. Кроме того, усиления частоты среза (f_T) также может быть снижено в связи с увеличением паразитарных емкостей затвор-подложка (С_gd) используемых для контакта. Таким образом, дальнейшее уменьшение МОП-транзисторов будет генерировать больший шум, пока не изменится структура использования T-образных МОП-транзисторов.

 Рисунок 1 – Зависимость  длины затвора на измеренные  усиления на частоте 5,8 ГГц при 0,13-и 0,18-мкм МОП-транзисторе.

3.       МЕТОДИКА ЭКСПЕРЕМЕНТА

Для оптимизации МОП-транзисторов, мы использовали мульти показательный макет и уменьшение  длины затвора с 0,18 до 0,13 мкм, показатель от 10 до 70 с 5 - м интервалом ширины. Этот показания получают уменьшая R_g и увеличивая паразитарные C_gd для контакта силицида створ-метал. Поскольку (f_T) равна , используется слишком короткий показатель ширины из-за  этого  будет возрастать C_gd и уменьшаться f_T. Тогда, стандартные S-параметры измеряются до 20 ГГц с использованием сетевого анализатора HP8510B  на подложке, встроенные в контактную площадку. NF_min и усиления измеряются с помощью ATN NP5B Шумовых Параметров Выделения Системы до 7,2 ГГц , который охватывает наиболее важный диапазон частот для беспроводной связи.

4.       РЕЗУЛЬТАТ И ОБСУЖДЕНИЕ

Рисунок 1 показывает  зависимость длины затвора на измеренные  усиления на частоте 5,8 ГГц при 0,13-и 0,18-мкм МОП-транзисторов. Мы заметили, что при уменьшении МОП-транзисторов от 0,18 мкм до 0,13 мкм, усиление увеличивается, это дает более высокий NF_min, но это очень нежелательно. NF_min в размере 0,93 дБ получается 0,18-мкм МОП-транзисторов с 50 указателя, который близок или лучше чем данные, опубликованные в литературе [5] - [10] и совместимо с ВПЭ-транзистором GaAs [11]. NF_min  в 0,13-мкм МОП-транзисторе монотонно убывает при увеличение затвора до 70, и аналогичная тенденция к снижению показана таким образом, в 0,18-мкм МОП-транзисторе но показывает аномальное увеличение показателя >50

Рисунок 2 – Эквивалентная модель схемы для  0,13-и 0,18-мкм МОП-транзисторов