半导体器件中材料、工艺结构、模型之间的关系
半导体发展至今，无论是从材料，结构，加工技术模型等方面都发生了很多的改进，半导体器件的尺寸在不断地缩小，集成度也在不断提升。工艺制程从90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、14nm、10nm、到现在的7nm，5nm，3nm。随着集成度的要求，器件尺寸在变小，相应的也会出现各种问题，如短沟道效应（DIBL、迁移率退化等）、栅极漏电增大、栅控能力下降等诸多问题，于是大家不断地从材料、结构、工艺这三个方面寻找方法，为下一代的工艺制程提供方案。每次材料、工艺结构的改变，对器件模型来讲都是一次挑战，器件模型开发工程师们需要开发新的模型来表征新材料，新结构，新工艺下的器件特性。
图1：材料、结构、工艺示意图
材料方面：
第一代半导体是“元素半导体”。20世纪50年代以来，以硅（Si）、锗（Ge）为代的第一代半导体材料的出现，取代了笨重的电子管，让以集成电路为核心的微电子工业的发展和整个IT产业的飞跃。
然而由于硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低等原因，硅材料在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制。因此，以砷化镓（GaAs）为代表的第二代半导体材料开始崭露头角，使半导体材料的应用进入光电子领域，尤其是在红外激光器和高亮度的红光二极管方面，应用于毫米波器件、卫星通讯、移动通讯和GPS导航等领域。
在第二代半导体材料的基础上，人们希望半导体元器件具备耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能更强、工作速度更快、工作损耗更低特性，第三代半导体材料也正是基于这些特性而诞生。第三代半导体材料以碳化硅、氮化镓等为代表，因其具备高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率及抗辐射能力等优异性能，适用于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，可大幅提升能源转换效率，降低系统成本。
工艺结构方面：
为了延续传统平面型晶体管制造技术的寿命，弥补关键尺寸缩小给传统平面型晶体管带来的负面效应，业界研究出了很多能够改善传统平面型晶体管性能的技术。下面就业界常用的技术做一些介绍：
应变硅技术：晶体管尺寸变小带来了垂直电场引起的迁移率劣化。有许多方法来增强晶体管的性能和移动性。如图1（应变硅技术）所示，应变硅技术就是使用各种手段，物理地拉伸或压缩硅晶体，进而增加载流子（电子/空穴）迁移率并增强晶体管的性能。
HKMG技术：SiO2电介质的厚度应与其通道长度成正比，如果氧化物厚度随尺寸进一步降低，栅极泄漏将增加到不可接受的水平。因此选择具有高介电常数（K）的介电材料，以增加氧化物电容，成不错的解决方案。HKMG是以 High-K 绝缘层替代传统的 SiO2氧化层，并以金属材料栅极替换旧有的硅材料栅极的一项技术，这项技术主要有助于晶体管开关速度的提升，并可减小栅极的漏电流。
SOI（绝缘体上硅）技术：与传统MOS结构相比，SOI MOS结构（图1 SOI技术，PDSOI，FDSOI）的主要区别在于：SOI器件具有掩埋氧化层（BOX层），其将基体与衬底隔离。掩埋氧化层的基本思想是减少寄生结电容。寄生电容越小，晶体管工作越快。胡正明教授及其团队于2000年提出了UTB-SOI（FD SOI）。由于有BOX层，不存在远离栅极的泄漏路径，这会导致更低的功耗。因此特别适合移动和消费级多媒体应用。缺点：PDSOI的浮体电压导致阈值电压不稳定；隔离导致自热问题。
FinFET技术：随着设备尺寸的缩小，在较低的技术节点，例如22nm，短沟道效应开始变得更明显，降低了器件的性能。为了克服这个问题，胡正明教授及其团队于1999年提出了FinFET的概念。FinFET是三维结构（图1 结构: FinFET），也可称为三栅晶体管。FinFET可以在Si或SOI晶片上实现。该FinFET结构由衬底上的硅体薄（垂直）翅片组成。因为它的Si体类似于鱼的后鳍，因此也称鳍式晶体管。
GAA（Gate-All-Around）纳米技术：Gate-All-Around就是环绕栅极（图1 结构：GAAFET，MBCFET），相比于现在的FinFET Tri-Gate三栅极设计，将重新设计晶体管底层结构，克服当前技术的物理、性能极限，增强栅极控制，性能大大提升。三星的GAA技术叫做MBCFET（多桥通道场效应管）。这项技术的特点是实现了栅极对沟道的四面包裹，源极和漏极不再和基底接触，而是利用线状（可以理解为棍状）或者平板状、片状等多个源极和漏极横向垂直于栅极分布后，实现MOSFET的基本结构和功能。
模型方面：
每一次材料或者工艺结构的改变，对器件模型来讲，都面临着新的挑战。从最开始的Schichman-Hodges（Level 1）模型，非常简单，不包括载流子迁移率退化、载流子饱和效应，常用于不需要详细模拟模型的情况下模拟大型数字电路。再到Grove-Frohman（Level 2）模型，它是基于几何图形的分析模型，包括了短沟道，窄沟道效应，迁移率退化，载流子饱和等效应。器件模型也在随工艺结构的改进而改进。值得一提的是BSIM Group 全称是Berkeley Short-channel IGFET Model Group，是加州大学伯克利分校胡正明领导的一个小组。他们发展出了一系列精确的MOSFET Spice Model，即BSIM，现如今已经成为了工业界的一个标准。MOSFET模型在仿真器中提供了一系列Level号，以Synopsys为例，它提供了Level 6 IDS: MOSFET模型或BSIM模型之一（Level 13、28、39、47、49（BSIM3V3）、53、54（BSIM4）、57、59、60、70（BSIMOI4.0））。
所以在您建模或者仿真的时候就需要选择合适的MOSFET模型版本，以达到最佳的模型拟合效果和仿真结果。图2列出了工业界常用的器件分类和所对应的模型。
图2：工业界常用的器件模型
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芯昌科技-TI、ADI关于多通道ADC对照表
描述- 芯昌科技-TI、ADI关于多通道ADC对照表
型号- ADC108S022,XCM082S051,XCM124S051,ADC082S021,XCM108S052,XCM084S021,XCM122S021,ADC122S051,ADC124S021,XCM102S051,ADC102S021,XCM128S052,ADC104S021,XCM088S052,AD7887系列,XCM7001,XCM104S051,ADC78H90,ADC128S022,ADC088S022,ADC084S021,TS7001,ADC082S051,ADC122S021,XCM108S022,XCM084S051,ADC108S052,XCM124S021,ADC124S051,XCM122S051,XCM082S021,XCM7888,AD7888系列,XCM7887,XCM102S021,ADC102S051,ADC128S052,XCM104S021,ADC104S051,ADC088S052,XCM128S022,XCM088S022,XCM78H90,ADC084S051
对照表 - 芯昌科技
【IC】先楫半导体携手好上好推出主频816MHz的工业核心板模组HPM6750，助力工业智能新进程
先楫半导体携手好上好推出了基于HPM6750的工业核心板模组，为工业领域的应用客户提供更快速的解决方案实施。这一模组的推出将有助于工业领域应用的客户朋友们更加迅速地实现他们的方案。
新产品 发布时间 : 2023-07-08
南京益昂（Aeonsemi）工业级纯硅振荡器选型指南
目录- 纯硅振荡器
型号- 5003DAA70M65600ABIR,5001DAC100M0000ABIR,5001DAC100M0000ABIT,5003DAA70M65600ABIT,5001DAC200M0000BBIR,5001HAC148M5000BBIT,5001HAC33M33333BBIR,5001HAC148M5000BBIR,5001IAC148M5000ABIR,5001HAC33M33333BBIT,5001DAC148M5000ABI,5001IAC148M5000ABIT,5001AAC155M5200ABIR,5001IAC33M33333ABIR,5001DAC200M0000BBIT,5001AAC155M5200ABIT,5001AAC212M5000ABIR,5001AAC155M5200BBI,5001AAC212M5000ABIT,5001IAC50M00000BBIR,5001DAC200M0000ABI,5001AAC125M0000ABI,5001AAC156M2500ABIT,5001IAC25M00000BBIR,5001AAC100M0000BBIT,5001HAC33M33333BBI,5001AAC100M0000BBIR,5001IAC50M00000BBIT,5001DAC148M5000ABIT,5001HAC148M5000BBI,5001DAC150M0000BBI,5001FAC100M0000BBIT,5001AAC200M0000BBIT,5001FAC100M0000BBIR,5001AAC156M2500ABIR,5001AAC200M0000BBIR,5001DAC100M0000BBI,5001DAC148M5000ABIR,5001AAC100M0000ABI,5001DAC148M5000BBI,5001IAC25M00000BBIT,5001AAC155M5200ABI,5001DAC150M0000ABIR,5001FAC100M0000ABIR,5001DAC150M0000ABIT,5001FAC100M0000ABIT,5001DAC100M0000BBIT,5001AAC125M0000BBI,5001DAC200M0000BBI,5001IAC33M33333ABI,5001AAC125M0000BBIT,5001AAC155M5200BBIT,5001AAC125M0000BBIR,5001AAC155M5200BBIR,5001HAC25M00000BBI,5001AAC212M5000BBIT,5001AAC212M5000BBIR,5001DAC100M0000BBIR,5001HAC148M5000ABI,5001IAC50M00000ABIR,5001AAC100M0000BBI,AS5003,5001IAC50M00000ABIT,5001IAC33M33333BBIT,5001DAC148M5000BBIT,5001AAC212M5000BBI,5001AAC200M0000ABIR,5001AAC200M0000ABIT,AS5001,5001HAC25M00000ABIT,5001IAC50M00000BBI,5001DAC148M5000BBIR,5001AAC200M0000ABI,5001AAC156M2500ABI,5001HAC25M00000ABIR,5001IAC33M33333BBI,5001DAC200M0000ABIR,5001IAC148M5000BBIR,5001HAC148M5000ABIT,5001HAC148M5000ABIR,5001HAC33M33333ABIR,5001IAC148M5000BBIT,5001IAC25M00000ABI,5003DAA70M65600ABI,5001HAC25M00000ABI,5001IAC33M33333BBIR,5001DAC200M0000ABIT,5001DAC150M0000BBIR,5001FAC100M0000BBI,5001DAC150M0000BBIT,5001IAC148M5000BBI,5001HAC25M00000BBIR,5001HAC25M00000BBIT,5001AAC156M2500BBIT,5001IAC25M00000ABIR,5001AAC100M0000ABIT,5003DAA70M65600BBI,5001AAC100M0000ABIR,5001AAC125M0000ABIR,5001HAC33M33333ABIT,5001AAC212M5000ABI,5001AAC125M0000ABIT,5001IAC50M00000ABI,5001AAC156M2500BBIR,5001AAC200M0000BBI,5003DAA70M65600BBIR,5001AAC156M2500BBI,5003DAA70M65600BBIT,5001HAC33M33333ABI,5001IAC33M33333ABIT,5001DAC150M0000ABI,5001IAC25M00000BBI,5001FAC100M0000ABI,5001IAC25M00000ABIT,5001DAC100M0000ABI,5001IAC148M5000ABI
芯昌科技-TI、ADI模数转换器对照表
描述- 芯昌科技与TI、ADI的模数转换器（ADC转换器）对照表
型号- XC7887E,ADC101S101CIMF/NOPB,AD7920AKS-REEL,XC11661,ADS7886,XC101S051,XC11665,XC11663,ADC121S051CIMF,MAX11663AUT+,ADC081S101CIMF,ADC121S021,XC7476,AD7477ARTZ-REEL7,ADS7886SDBVT,XC081S101,AD7467BRT,LTC2362IS6#TRPBF,XC7910,AD7468BRTZ-REEL7,ADS7887,ADS7888,XC7477,XC7478,ADC101S021CIMF/NOPB,XC101S101,AD7477ARTZ-500RL7,XC7888E,XC11665A,ADC081S101CIMF/NOPB,XC2365E,ADS7866IDBVRG4,XC101S101E,MAX11665AUT+,ADC081S021,AD7467BRTZ-R2,XC7866,XC7867,ADCS7476AIMFX/NOPB,ADC101S021,XC7868,ADC101S101CIMFX/NOPB,XC7466,XC7467,ADC101S101CIMF,XC7468,ADC121S021CIMFX/NOPB,ADCS7478AIMFE,AD7468BRTZ-REEL,ADCS7477AIMFE,ADS7866IDBVR,XC2362A,ADCS7476AIMF,ADS7866IDBVT,ADC121S021CIMF,ADC121S101CIMFX/NOPB,ADS7866IDBVTG4,ADC121S021CIMF/NOPB,ADC081S051CIMF,AD7920AKSZ,ADC081S101CIMFX/NOPB,ADCS7477AIMFX/NOPB,LTC2362CS6#TRMPBF,XC121S101E,XCS7476,XCS7477,XCS7478,ADCS7478AIMF,ADC081S021CIMF/NOPB,ADS7886SDBVR,AD7466BRT-R2,LTC2365CS6#TRMPBF,AD7466BRT,AD7910AKS,LTC2360CS6#TRPBF,LTC2361IS6#TRPBF,LTC2365CS6#TRPBF,LTC2362,AD7920,ADC081S051CIMF/NOPB,LTC2365,ADCS7477,AD7920AKS,ADCS7478,LTC2362CS6#TRPBF,AD7920AKSZ-REEL,LTC2361IS6#TRMPBF,XC2360A,LTC2360,LTC2361,XC121S021,ADC121S101,ADC101S021CIMFX/NOPB,XC081S021,AD7478ARTZ-500RL7,ADS7868IDBVR,AD7477ARTZ-REEL,ADS7868IDBVT,ADC081S051,ADCS7476,ADC081S021CIMF,ADC101S051,AD7476BRTZ,LTC2365IS6#TRPBF,AD7910AKSZ-REEL,XC101S021,ADC101S101,ADC081S021CIMFX/NOPB,LTC2360IS6#TRMPBF,XC7476E,LTC2360CS6#TRMPBF,XC11661A,ADC121S051CIMF/NOPB,ADS7868IDBVTG4,XC2361A,MAX11663,AD7466BRTZ-REEL,MAX11661,MAX11665,AD7468BRT-REEL,AD7468BRT,AD7467BRTZ-REEL,ADC121S051,ADC101S051CIMF,ADC101S021CIMF,ADC081S101,AD7468,ADS7888SDBVR,AD7467,AD7466,ADS7888SDBVT,XC7477E,LTC2360IS6#TRPBF,XCS7477E,XC081S101E,ADC121S051CIMFX/NOPB,AD7476ARTZ-REEL,ADC121S101CIMF,XC121S051,XC2360,LTC2362IS6#TRMPBF,ADS7887SDBVR,XCS7478E,XC2361,ADS7887SDBVT,ADCS7476AIMFE,ADS7867,LTC2361CS6#TRPBF,AD7910AKS-REEL,ADS7868,XC2365,XC2362,ADS7866,AD7476,ADC121S101CIMF/NOPB,AD7478ARTZ-REEL,ADC101S051CIMF/NOPB,XC7886E,MAX11661AUT+,AD7478,AD7910AKSZ,AD7477,XC7478E,AD7910,ADS7886SBDBVR,ADS7886SBDBVT,XCS7476E,XC11663A,ADC101S051CIMFX/NOPB,ADCS7478AIMFX/NOPB,AD7478ARTZ-REEL7,AD7466BRTZ-R2,AD7467BRT-REEL,ADCS7477AIMF,XC7888,LTC2365IS6#TRMPBF,LTC2361CS6#TRMPBF,AD7476ARTZ,ADS7867IDBVT,ADS7867IDBVR,XC7886,XC081S051,XC7887,XC7920
对照表 - 芯昌科技
工业4.0 时代的工业电脑：顺应工业4.0发展趋势和对未来的拓展需求，广州特控对工业平板电脑进行了架构调整
顺应工业4.0发展趋势和对未来的拓展需求，广州特控电子实业有限公司对工业平板电脑进行了架构调整，分为前端的显示器模组与后端的工控机模组，不同尺寸的前后端模块基于标准接口自由组合，为客户基于不同应用场景的需求提供了前所未有的方便与灵活。
原厂动态 发布时间 : 2024-07-29
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