摘要
这项工作提出了新的紧凑型模型，这些模型捕捉了工业FinFET中呈现的高级物理效应。所提出的模型被引入到行业标准紧凑型模型BSIM-CMG中。核心模型被更新为新的统一FinFET模型，该模型计算具有复杂鳍片横截面的晶体管的电荷和电流。此外，来自体偏置效应的阈值电压调制和偏置相关的量子机械限制效应被纳入新的核心模型。影响阈值电压和subhtreshold摆幅的短沟道效应被建模为新的统一场穿透长度，实现了准确的14nm节点FinFET建模。新提出的模型进一步确保了BSIM-CMG模型使用FinFET晶体管进行先进技术节点电路设计的能力。
介绍
由于其优异的低功耗和缩放特性，FinFET技术[1]（图1）已被采用在所有的sub-20nm IC技术[2]-[5]中，作为传统的体平面技术的替代品。对于FinFET晶体管技术，紧凑型模型联盟（CMC）选择了BSIM-CMG[6]作为第一个也是唯一一个用于先进电路设计的行业标准紧凑型模型。紧凑型模型的快速速度、数值稳健性和良好的准确性依赖于几个因素，例如模型中的物理量或用于求解物理方程的算法种类。BSIM-CMG紧凑型模型包括几个物理效应[6]，[7]：器件几何效应（图2）、电荷量化、栅极氧化物隧穿、栅极电容退化、短沟道效应等。图3显示了BSIMCMG紧凑型模型的一般图。紧凑型模型必须能够计算终端（漏极、源极、栅极、体积/反向）电流和电荷，然后由电路模拟器引擎利用，在各种分析（如直流、交流或瞬态）下求解完整的电路。终端电压被视为紧凑型模型的电气输入（图3）；此后，模型计算模拟晶体管沟道中的电荷密度，部分还需要阈值电压（VT H）和subhtresholdswed（SS）计算。计算电荷密度后，传输模型使用这些量来获得每个终端的电荷电流。终端电荷模型根据器件上的电荷密度为每个终端分配总电荷量[6]。以下部分旨在为补充BSIM-CMG模型充电和电流建模的新紧凑型模型提供背景基础。
核心模型
该器件的大多数紧凑型模型都基于“核心模型”，这是一种使用长通道假设获得的模型，称为gradual-channel-approximation（GCA）[8]。其他高级物理效应，如电荷量化，后来被添加为校正项。紧凑型模型的核心模型是最终完成的紧凑型模型的关键部分，因为它为连续、平滑和数值稳健的数学框架奠定了基础，是在电路模拟器中实现收敛的关键要求。
原论文：BSIM-CMG: Standard FinFET Compact Model for Advanced Circuit Design
https://bsim.berkeley.edu/models/bsimcmg/
