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华为杯”第五届中国研究生创“芯”大赛——华大九天企业命题

发布时间：2022-03-25 来源：中国研究生创“芯”大赛阅读次数：4168

器件模型是链接集成电路设计与制造的重要桥梁，不仅支撑着高端芯片的精准仿真与设计实现，也是集成电路制造企业立本的“生命线”。建立器件模型及实现精准的模型参数提取是产业始终致力和追求的目标。随着集成电路工艺节点的持续推进，器件愈加复杂的物理效应及特性需要通过更复杂的直流及射频模型进行表征；新型器件的不断涌现也提出建立新模型并不断完善的要求。因此，以半导体产业标准和规范，建立器件模型，达成误差要求的精准参数提取，具有重要的理论意义和产业价值。

华大九天专项奖设置：

一等奖两队，奖金一万元

二等奖四队，奖金五千元

企业命题交流群

赛题一硅基工艺MOSFET器件直流或射频模型

描述及要求

器件直流特性模型或射频特性模型二选一。
可基于成熟高压器件或者先进逻辑工艺器件建模。直流模型必须包括器件基本IV、CV曲线以及器件工艺节点的尺寸缩放和基本二阶效应；射频模型必须包含器件S/Y参数曲线以及器件工艺节点的尺寸缩放和基本二阶效应，RF频率范围≥20GHz。
用于建模的MOS器件特性数据可来源于器件实测值或TCAD仿真结果，不限定器件制备工艺和节点，但需清晰叙述器件制备或设计所采用工艺、器件测试方案或仿真条件。
结合器件结构及工艺，对器件物理特性进行分析，给出所选模型的拓扑结构，并对模型参数提取流程做介绍。
除上述1-4提出的基本要求外，完成器件更多、更复杂二阶效应建模，且给出该效应的物理机制、测试或仿真方法、建模方法，将作为得分项。
提供建模后的模型文件。

得分点

给出器件物理结构和基本工艺，完成性能分析。（15分）
根据器件特性，提出建模所需的测试或仿真方法。（15分）
给出模型的拓扑结构，提出模型提取流程，完成模型参数提取并建立模型文件。（30分）
给出模型与数据的误差对比，直流模型的精度越高或RF模型的频率越高，且包含二阶效应越多，得分越高。(30分)
总结所建立模型的优缺点，并提出未来可提升的方向。(10分)

赛题二化合物工艺HEMT器件直流建模或射频建模

描述及要求

器件直流特性模型或射频特性模型二选一。
直流模型必须包括器件基本IV、CV曲线以及基本二阶效应；射频模型必须包含器件S/Y参数曲线以及基本二阶效应，RF频率范围≥20GHz。
用于建模的器件特性数据可来源于器件实测值或TCAD仿真结果，不限定器件制备工艺，但需清晰叙述器件制备或设计所采用工艺、器件测试方案或仿真条件。
结合器件结构及工艺，对器件物理特性进行分析，给出所选模型的拓扑结构，并对模型参数提取流程做介绍。
除上述1-4提出的基本要求外，完成器件更多、更复杂二阶效应建模，且给出该效应的物理机制、测试或仿真方法、建模方法，将作为得分项。
提供建模后的模型文件。

得分点

给出器件物理结构和基本工艺，完成性能分析。（15分）
根据器件特性，提出建模所需的测试或仿真方法。（15分）
给出模型的拓扑结构，提出模型提取流程，完成模型参数提取并建立模型文件。（30分）
给出模型与数据的误差对比，直流模型的精度越高或RF模型的频率越高，且包含二阶效应越多，得分越高。(30分)
总结所建立模型的优缺点，并提出未来可提升的方向。(10分)

参考文献

http://bsim.berkeley.edu/
Y. S. Chauhan, D. D. Lu, V. Sriramkumar, S. Khandelwal, J. P. Duarte, N. Payvadosi, A. Niknejad, and C. Hu, “FinFET Modeling for IC Simulation and Design: Using the BSIM-CMG Standard,” Academic Press, 298 pages, 2015.
W. Liu. C. Hu, “BSIM4 and MOSFET Modeling for IC Simulation,” World Scientific Publishing, Singapore, 414 pages, 2011.
P. Kushwaha, H. Agarwal, Y.-K. Lin, M.-Y. Kao, J.-P. Duarte, H.-L. Chang, W. Wong, J. Fan, Xiayu, Y. S. Chauhan, S. Salahuddin, and C. Hu, "Modeling of advanced RF bulk FinFETs," IEEE Electron Device Lett., vol. 39, no. 6, pp. 791-794, Jun. 2018.
Ghosh S , Ahsan S A , Dasgupta A , et al. GaN HEMT modeling for power and RF applications using ASM-HEMT[C] International Conference on Emerging Electronics. IEEE, 2017.