Si肖特基二极管直流及高频建模.pdf

第40卷第1期
电子器件
Vol 40 No
2017年2月
Chinese Journal of Electron Devices
Feb.2017
DC and R] Modeling of Si Schottky Diodes
LU Jiangyi, TANG Yang, WANG Ding, WANG Yan
Institute of Microelectronics, Tinghua University, Bejing 100084, China)
Abstract: A unified model is proposed by piecewise parameter extraction method for Cosi Si Scho ky diodes in SMIC
130nm CMOS process applicable to both DC and RIF characteristics. For the DC characteristics, interfacial
amer
inhomogeneity effect, high injection effect and tunneling effect are considered besides thermionic emission effect
Substrate parasitic effect and metal parasitic effect are specially taken into account in RF characteristics on the basis
of the D model. The DC fitting error of the model is 1. 26, and the average fitting errors
capacitance an
resistance characteristics are respectively 3. 16% and 2.25% in the whole frequency range(1 GHZ-67 GHZ). To our
nowledge, his is for the first time such a unified model for Cosi - S Schottky diode considering DC and RF chara
teristics together with corresponding extraction procedure is proposed
Key words: shot ky diodes; D and RE characteristics; piecewise parameter extraction; parasitic effect
EEACC.2560H
doi:10.3969/jssn,1005-9490.2017.01.002
Si肖特基二极管直流及高频建模
刘江宜,唐杨,王丁,王燕
(清华大学微纳电子系,北京10004)
摘要:采用分段提参的方法,针对SMIC130 nm CMOS工艺下CoSi2-S肖特基二极管的直流及高频特性建立统一模型。直流
时除了热发射效应,也考虑了势垒不均匀效应、大注人效应及隧穿效应的影响。高频时,在直流特性基础上特别考虑了树底以及
金属寄生效应的影响。该模型直流拟合误差为1.26%,高频时在整个测试频段(1CHlz~67GHz)内电阻、电容拟合误差分别为3.
16%和2.25%。据我们所知,这是首次针对CoSi2Si肖特基二极管建立完整模型,考虑直流及高频特性并给出了相应的提参
步骤
关键词:肖特基二极管;直流及高频特性;分段提参;奇生效应
中图分类号:TN311+.8
文献标识码:A
文章编号:1005-9490(2017)01-0006-05
随着射频无线通信产业的发展,高频无源器件受有关Si肖特基二极管在直流特性和高频特性方面的
到了越来越多的关注。肖特基二极管作为多数载流研究还远远不够。
子器件,具有良好的高频性能,近年来在射频信号整
在本文中我们针对CoSi2-Si肖特基二极管的直
流/检测混频以及成像等方面得到了广泛的应用。流特性,考虑了由于退火形成的多晶CoSi2造成的势
然而当电路工作在射频范围时,由于Si肖特基二极垒不均匀效应、热发射效应、大注入效应以及反向
管衬底的损耗和寄生效应,目前常用的二极管模型结隧穿效应等带来的影响。针对高频特性,结电容、阴
构(简单由理想二极管、串联电阻、结电容组成的结阳极之间的寄生效应以及衬底寄生效应等被考虑在
构)无法精确描述S肖特基二极管在高频时的特模型中。
性。而且在直流特性中,直接将由热发射电流主
1工艺制作
导的理想直流模型应用在电路中,将导致静态工作点
和电路设计中匹配网络的较大偏差,这也将大大影响
肖特基势垒二极管是在中芯国际130 am CMOS
二极管在射频电路中的表现。相比于CMOS晶体管,工艺下制造而成,结构如图1所示,CoSi2-Si肖特基接
项目来源:国家自然科学基金项目(61176034)
收稿日期:2016-01-21修改日期:2016-03-01