晶体管模型“HiSIM_SOI”已成国际标准

本文摘要：近日，广岛大学开发的晶体管模型“HiSIM_SOI”已成为国际标准。本文就该晶体管模型进行了详细介绍。

　　HiSIM_SOI是SOI基板上的晶体管的模型，已于2012年7下旬被电路模拟用晶体管模型（即集约模型）国际标准化机构“CMC：Compact Modeling Council”接纳为SOI晶体管的CMC标准。

　　HiSIM_SOI的基础是Bulk基板MOS晶体管模型“HiSIM2：Hiroshima- university STARC IGFET Model 2”。这是广岛大学在日本半导体理工学研究中心（STARC）的协助下开发的，已于2011年4月被选为CMC标准。将HiSIM2扩展到高耐压晶体管的“HiSIM_HV”（最初名称为“HiSIM LDMOS”）于2007年12月被选为CMC标准。此次，HiSIM_SOI又被选为CMC标准，这样日本共有三个HiSIM模型成为国际标准。

　　据出席会议的独立行政法人日本产业技术综合研究所（产综研）介绍，获得三个CMC标准的全球只有美国加州大学伯克利分校（UCB）和广岛大学两所学校。不过，据产综研介绍，在UCB的三个CMC标准中，BSIM（Bulk MOS晶体管）和BSIM-SOI都是老一代晶体管模型（即阈值电压模型），而广岛大学的HiSIM模型都是克服了阈值电压模型弱点的表面电位模型，从发展前景来看，可以说广岛大学的三个CMC标准模型比UCB的三个标准模型更胜一筹。

　　易于应用于太阳能电池等的模型

　　广岛大学教授三浦道子和Mattausch Hans Jurgen（兼任广岛大学HiSIM研究中心主任）对模型做了技术讲解。据两人介绍，SOIMOSFET含有绝缘层，因此比Bulk MOSFET构造复杂，HiSIM_SOI的开发花费了10年多的时间。不过，今后容易用于正在推进实用化的新一代晶体管，三浦自信地说，“将来还能获得多项CMC标准”。　

　　图 Bulk MOSFET（左）与SOI MOSFET（右）的区别

　　为争取成为下一个CMC标准而正在开发的是使用SOI层很薄的全耗尽（Fully-Depleted） SOI基板的MOSFET模型，该模型叫做“HiSIM SOTB ”（SOTB是Silicon-on-Thin Body的缩写）。标准化的强劲对手是UCB开发的模型。除FD SOI模型外，面向太阳能电池的“HiSIM-TFT”模型（TFT是Thin Film transistor的缩写）及面向FinFET等多栅极晶体管的“HiSIM-MG”模型（MG是multigate的缩写）等也是HiSIM_SOI的“进化形式”。另外，此次成为CMC标准的HiSIM_SOI可以从广岛大学HiSIM研究中心的主页下载Verilog-A格式的文件，可在支持Verilog-A的电路模拟器中立即使用。

　　HiSIM模型群