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与传统的体硅电路比起来,SOI电路具有高速、低压、低功耗、抗辐照、耐高温等优点。但由于早期的SOI材料的制作成本比较高,所以原先它的主要应用局限在航天航空等领域来制作耐高温和抗辐照电路,随着SOI衬底技术的发展,SOI园片的成本不断降低,使得SOI进入民用成为可能。随着移动通信、手提电脑等便携式电子产品的发展,集成电路在功耗和体积方面的要求越来越高,SOI技术将成为实现低压、低功耗的主流技术。所以,对于SOI材料、器件、电路测试、模拟仿真、设计、工艺方面的研究就显得非常的重要。本论文的主要工作分为四个部分。第一部分总结了SOI技术的发展历程、发展趋势及其所面临的巨大挑战。在这一部分中,重点总结了SOI技术相对于传统体硅技术的优越性,SOI材料制备方法,以及SOI技术在抗辐照、耐高温、高速、低功耗、低压等领域内的应用和进展。第二部分对SOI CMOS器件的性能进行了详细的研究,包括器件的背栅效应、浮体效应、自加热效应等,重点研究浮体效应、瞬态浮体效应、瞬态特性以及浮体效应对电路特性产生的影响。第三部分分析了SOI技术应用到SRAM电路上获得的优点,并设计了一款2K位的异步SOI SRAM电路,包括SRAM的逻辑结构设计、存储单元设计、存储器阵列的设计、及读/写电路等外围电路的设计。完成了存储阵列、控制电路、外围电路的时序设计、原理图设计、版图设计,并且通过了DRC、LVS检查。同时,深入分析了浮体效应对SRAM电路性能的影响,包括寄生双极晶体管效应、“frist cycle”效应及其对灵敏放大器单元造成的动态不稳定性的影响。第四部分研究了抑制浮体效应的方法,包括体引出工艺、抑制浮体效应的工艺途径以及从电路设计上降低浮体效应的方法,其中体引出工艺包括:传统的体接触方法和改进的体接触方法。同时,对体接触的效果进行了研究,分析了体接触产生的体串联电阻对电路性能的影响。