关于PSP-SOI模型在RF SOI工艺上的优势分析和应用

在不断发展的无线互联世界里，RF SOI（Silicon-on-Insulator）工艺技术以其独特的技术和成本优势，成为智能手机射频前端模块的首选技术之一。尤其在射频开关领域，SOI技术以低功耗、高隔离以及高线性度等方面特性赢得众多设计者的青睐。

2015年年初，华虹宏力的0.2微米射频SOI第二代工艺平台正式发布推向市场，并首次采用了PSP-SOI模型，为设计者提供精准的各种器件特性描述。相较于BSIM-SOI模型，PSP-SOI能够更精准地描述模拟特性以及电流高阶导数的连续性。此外，最重要的一点，在射频大信号的谐波仿真预测上，PSP-SOI模型也能准确地描述各谐波的趋势。

PSP-SOI（PD）模型是在PSP模型的基础上，加入了对SOI器件各种特殊效应的描述。如浮体效应，价带隧道效应电流等。并且包含了对一些特殊寄生效应的详细描述。如源漏结二极管，采用JUNCAP2模型对漏电的非线性进行了详尽的描述，该模型除了包括源漏理想的偏移电流及扩散电流，还考虑了带间隧道效应及陷阱辅助穿隧因素。另外，自热效应在SOI工艺中是众所周知的，本模型采用了标准的辅助热电路方式，通过直流能量的转化来检测温度的升高。模型还对寄生三极管效应、非线性体电阻、高低频噪声、电压电流等高阶倒数等效应进行了详尽的描述。除此之外，模型还对衬底网络进行了一定的描述。

该模型经过与实测数据的对比验证，从直流，到交流，从射频小信号到射频大信号的谐波验证，都得到了较好的吻合。基于PSP-SOI模型的这套工艺设计工具（PDK）极大的方便了设计者针对射频性能和芯片面积同时进行优化，减少了设计反复，设计并制造出高性能、低功耗的射频开关。

值得一提的是，模型团队最近又建立了大信号测试负载牵引系统，建立了晶圆级别的大信号测试能力，从而为将来进一步验证器件及电路特性，以及进行更精准的模型验证，提供更有力的支持。

通过研发团队的不断努力，同时与客户保持紧密沟通从而清晰地理解设计需求，我们将工艺技术持续优化提升。华虹宏力第三代射频SOI工艺平台预计将在今年第四季度推出。随着模型的不断成熟，随着PDK后端抽取的更精准优化，华虹宏力将为客户提供更加完善的射频解决方案，帮助客户抢占市场先机，让我们拭目以待。

张 昊 研发部器件模型科 张昊 在上海一个研讨会上介绍PSP-SOI 模型的优势