14nm CMOS 工艺中的 X 波段鳍式谐振体晶体管
应用物理
2021-07-02 v1
摘要
在此我们首次展示并深入研究 14nm FinFET 工艺中 IEEE X 波段的未释放声学谐振器,其为高 Q、小面积、无缝集成于先进 CMOS 节点中的谐振槽提供了零门槛解决方案。这些器件利用声子波导实现声学约束,并借助该工艺固有的 MOS 电容与晶体管来机电驱动与感测声学振动。我们分析了十六种器件变体在三十个偏置点下的表现,以辨别声子约束、栅极长度与端接方案对谐振器特性的影响。在所测试的设计变体中,FinFET 谐振器性能的限制因素为后段制程(BEOL)约束,采用包含 Mx 与 Cx 金属层的声子波导的器件表现出平均品质因数(Q)与峰值幅度提高 2.2 倍,最大 Q 从 115 升至 181,最大幅度从 0.8 缩放至 4.5 uS。对性能最佳器件的偏置详细分析显示与推导模型吻合良好,该模型首次在主动谐振晶体管中处理了速度饱和压阻效应。由硅能带结构变化主导的峰值差分跨导,符合包含压阻效应、静电调制与硅带隙调制贡献的分析预期。
引用
@article{arxiv.2107.00608,
title = {X-Band Fin Resonant Body Transistors in 14nm CMOS Technology},
author = {Jackson Anderson and Yanbo He and Bichoy Bahr and Dana Weinstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00608},
year = {2021}
}