杜江锋，博士，电子科技大学教授、博导。主要研究GaN电子器件和功率模块、驱动芯片、电源管理芯片和可靠性等。主持国家重大基础研究、国家自然科学基金等30余项项目，发表论文100余篇，授权美国发明专利1项、授权中国发明专利50余项。曾参与编著教育部“卓越工程师教育培养计划”系列规划教材《微电子制造技术实验教程》。石艳玲，博士，华东师范大学教授、博导。聚焦集成电路器件及模型、中后道寄生效应等领域，系统开展各工艺代核心技术研究。承担国家、省部级及企业委托项目近30项，发表学术论文80余篇；授权中国发明专利30余项。获评上海市育才奖、高等教育上海市教学成果一、二等奖。朱能勇，北京华大九天科技股份有限公司研发副总经理，中国科学院大学集成电路专业硕士，具有丰富的EDA行业经验以及团队领导经验。主要研究领域为晶圆制造、全定制电路设计、先进封装/3D IC设计等相关EDA工具开发。曾负责承担国家发改委、科技部、广东省的多项研发任务。

目录
第1章 MOSFET特性和模型 1
1．1 MOSFET器件结构和基本工作原理 1
1．1．1 MOSFET器件结构 1
1．1．2 MOSFET工作原理 2
1．2 MOSFET基本电学特性 6
1．2．1 MOSFET直流电流电压方程 6
1．2．2 MOSFET直流参数与温度特性 7
1．2．3 MOSFET小信号参数 10
1．2．4 MOSFET电容参数和C-V特性曲线 12
1．2．5 MOSFET频率参数 13
1．3 MOSFET的二阶效应 14
1．3．1 背栅效应 14
1．3．2 沟道长度调制效应 15
1．3．3 亚阈值导电 16
1．3．4 短沟道效应 17
1．3．5 版图邻近效应 22
1．4 MOSFET器件模型 23
习题 25
参考文献 26
第2章 MOSFET BSIM参数提取 27
2．1 器件模型及建模意义 27
2．2 MOSFET建模的测试结构设计 27
2．3 MOSFET建模的测试方案 31
2．3．1 C-V测试 32
2．3．2 I-V测试 32
2．3．3 温度测试 32
2．4 MOSFET BSIM参数提取流程 32
2．4．1 初始化模型 34
2．4．2 C-V和I-V参数提取 34
2．4．3 温度模型及其他模型的建立 36
2．4．4 工艺波动、失配和统计建模 36
2．4．5 模型品质检验 37
习题 37
参考文献 37
第3章 器件模型提参工具Empyrean Xmodel 38
3．1 Empyrean Xmodel介绍 38
3．2 Xmodel的基本功能和界面 38
3．2．1 菜单栏 39
3．2．2 工具栏 42
3．2．3 任务栏 42
3．2．4 拟合曲线界面 43
3．2．5 模型面板界面 43
3．2．6 模型参数界面 44
3．2．7 调参界面 44
3．2．8 仿真输出界面 45
习题 45
第4章 MOSFET器件特性测试平台 46
4．1 半导体测试探针台 46
4．2 半导体器件参数分析仪 47
4．2．1 分析仪简介 47
4．2．2 测试模式 49
4．2．3 测试流程 52
习题 55
第5章 MOSFET器件电学特性测试 56
5．1 MOSFET交流C-V特性测试 56
5．2 MOSFET转移特性测试 60
5．3 MOSFET输出特性测试 63
5．4 超深亚微米MOSFET栅电流特性测试 65
5．5 超深亚微米MOSFET衬底电流特性测试 68
5．6 MOSFET温度特性测试 70
习题 71
参考文献 71
第6章 MOSFET模型参数提取实验 72
6．1 基本工艺参数和模型标记参数的设定 72
6．2 MOSFET Cgg特性模型参数的提取 78
6．3 MOSFET Cgc特性模型参数的提取 80
6．4 MOSFET大尺寸Root器件直流参数的提取 81
6．5 MOSFET短沟道效应参数的提取 85
6．6 MOSFET窄沟道效应参数的提取 90
6．7 MOSFET窄短沟道效应参数的提取 92
6．8 MOSFET泄漏电流Ioff模型参数的提取 94
6．9 MOSFET衬底电流Isub模型参数的提取 95
6．10 MOSFET温度效应参数的提取 96
6．11 MOSFET版图邻近效应参数的提取 97
6．12 MOSFET Corner模型的建立及参数提取 100
6．13 MOSFET Mismatch模型建立及参数的提取 103
6．14 MOSFET模型报告及检查 105
习题 108
参考文献 108
第7章 MOSFET射频模型参数提取 110
7．1 MOSFET射频模型的发展历程 110
7．2 MOSFET小信号等效电路 111
7．3 测试环境搭建和测试方案 116
7．3．1 矢量网络分析仪简介 116
7．3．2 校准 118
7．3．3 测试和提参 118
习题 119
参考文献 119
第8章 基于Xmodel的MOSFET射频模型参数提取实验 122
8．1 去嵌 122
8．1．1 去嵌方法 122
8．1．2 开路-短路去嵌法的步骤 122
8．1．3 开路测试结构等效电路及参数提取 123
8．1．4 短路测试结构等效电路及参数提取 124
8．1．5 基于Xmodel的开路-短路去嵌步骤 125
8．2 射频MOSFET零偏寄生参数提取 127
8．2．1 射频MOSFET零偏寄生参数简介 127
8．2．2 基于Xmodel的零偏寄生参数提取步骤 128
8．3 射频MOSFET不同偏置下寄生参数的验证与优化 135
8．3．1 不同偏置下寄生参数的提取方法 135
8．3．2 基于Xmodel的不同偏置下寄生参数的验证与优化 136
8．4 射频MOSFET衬底阻抗网络参数的提取 139
8．4．1 射频MOSFET衬底阻抗网络参数的提取方法 139
8．4．2 利用Xmodel提取衬底阻抗网络参数 140
8．5 射频MOSFET噪声参数的提取 141
8．5．1 噪声理论 141
8．5．2 噪声去嵌 142
8．5．3 噪声参数推导 143
8．5．4 利用Xmodel提取噪声参数的步骤 144
习题 146
参考文献 146
第9章 GaN HEMT及模型介绍 147
9．1 GaN HEMT的材料特性和工作原理 147
9．1．1 GaN异质结的材料特性 147
9．1．2 GaN HEMT基本结构和工作原理 148
9．2 GaN HEMT模型介绍 149
9．2．1 GaN HEMT模型概述 149
9．2．2 ASM-HEMT紧凑型模型的结构 150
9．2．3 GaN HEMT的直流特性和交流特性 152
9．3 GaN HEMT的二级效应 155
9．3．1 夹断效应 155
9．3．2 速度饱和效应 155
9．3．3 栅极电流 156
9．3．4 非理想亚阈值斜率效应 156
9．3．5 沟道长度调制效应 157
9．3．6 DIBL效应 157
9．3．7 陷阱效应 158
9．3．8 温度特性 158
习题 160
参考文献 160
第10章 基于Xmodel的GaN HEMT功率模型参数提取实验 161
10．1 GaN HEMT功率器件建模测试方案 161
10．1．1 直流特性测试 161
10．1．2 电容-电压特性测试 162
10．1．3 温度特性测试 162
10．2 基于ASM-HEMT模型的I-V参数提取 162
10．2．1 基本工艺参数和模型控制参数的设置 162
10．2．2 线性区转移特性的拟合 167
10．2．3 饱和区电流特性的拟合 172
10．2．4 栅极电流特性的拟合 175
10．3 基于ASM-HEMT模型的电容参数提取 177
10．3．1 GaN HEMT栅电容特性参数的提取 177
10．3．2 GaN HEMT输出电容特性参数的提取 185
10．4 基于ASM-HEMT模型的温度特性参数提取 187
10．4．1 GaN HEMT环境温度效应参数的提取 187
10．4．2 GaN HEMT自热效应参数的提取 190
习题 191
参考文献 191
第11章 基于Xmodel的GaN HEMT射频模型参数提取实验 193
11．1 GaN HEMT射频器件建模测试方案 193
11．2 基于ASM-HEMT模型的DC参数提取 194
11．2．1 GaN HEMT射频器件和功率器件的区别 194
11．2．2 GaN HEMT的DC参数提取 195
11．3 基于ASM-HEMT模型的S参数模型提取 198
11．3．1 寄生参数初值的提取 198
11．3．2 GaN HEMT的S参数提取 200
11．4 基于ASM-HEMT模型的非线性大信号模型参数提取 209
11．4．1 自热效应大信号模型 209
11．4．2 陷阱效应模型 210
11．4．3 负载牵引测试 211
习题 212
参考文献 212