2、半导体存储器与浮栅器件技术解析

半导体存储器与浮栅器件技术解析

1. 紧凑模型（CM）面临的挑战

在设计领域采用紧凑模型（CM）作为标准存在诸多障碍。假设在类似 SPICE 的模拟器中有一套可用的模型方程，主要障碍包括在商业模拟器中的实现以及模型参数提取。这两个问题对大多数电路设计师来说兴趣不大，但却显著影响模型性能。

成功确定参数需要以下步骤：
1. 理解模型及其局限性。
2. 开发合适的方法和相关提取方法。
3. 开发和设计合适的测试结构。

目前的做法是在给定技术的黄金芯片上使用行业标准模型 BSIM，通过在大量测量的电气数据上拟合大量参数。该模型在所需的特征几何形状上进行优化，不适合在拟合范围之外进行外推。如果 CM 拟合参数需要通过全局优化获得，而与工艺变化没有物理关系，那么 CM 可能完美拟合一个晶体管，但对给定技术中的其他晶体管失去预测能力。

2. 浮栅器件的紧凑建模

过去 40 年里，开发了许多基本器件模型，有些侧重于物理，有些侧重于行为，目的都是在计算机程序中实现以预测完整电路的行为。浮栅器件的紧凑模型也有相同目标，用于电路仿真程序。FG 器件 CM 是对整个存储单元阵列和存储芯片进行建模的基础。

浮栅器件模型的起点是 MOS 晶体管模型，目前有许多可用的 MOS 模型，如 Philips MM11、BSIM4、EKV、SP、HiSIM 等。这里的方法独立于特定选择，其主要优点之一是利用基本 MOS 晶体管的所有改进，并定义相关的参数提取算法。

简单来说，将浮栅器件建模为一个包含 MOS 晶体管和控制栅极与浮栅节点（即 MOS 晶体管的栅极）之间电容的电路。实际实现的模型中不包含电容