在集成电路设计中，电子设计自动化（EDA）工具的精度高度依赖底层器件模型。随着工艺节点迈入亚纳米尺度，传统MOSFET模型（如BSIM系列）在描述非硅材料与新型结构器件时逐渐受限。紧凑模型（Compact Model）旨在构建兼具物理准确性与计算高效性的数学表达，在统一框架下刻画量子效应、非准静态行为及短沟道效应等关键物理机制，从而支撑由海量新型晶体管构成的复杂电路系统级仿真与优化设计。
面向后摩尔时代新型存储与三维集成需求，本方向聚焦于氧化物半导体（如IGZO）及铁电晶体管等新型器件的物理机制建模与电路级应用拓展，构建面向亚阈值区与超低漏电特性的物理驱动型紧凑模型框架。研究内容涵盖耗尽区电荷调控机制、短沟道效应、多物理场耦合影响及工艺波动统计建模等关键问题，形成可嵌入SPICE平台的标准化模型体系，为FeFET、2T0C DRAM及单片三维集成存储电路的大规模设计与优化提供理论与工具支撑。
在IGZO FET 紧凑模型与 TCAD 的计算结果
课题组侧重点与优势
已取得的研究进展
参考文献
1.X. Wang et al., “A Physics-Based Compact Model for IGZO Channel FET Toward Subthreshold Characteristic Dependent Memory Application,” in IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 72, no. 5, pp. 2390-2398, May 2025, doi: 10.1109/TED.2025.3549745. keywords: {Electrons;Integrated circuit modeling;Numerical
2.R. J. Trew, “A zone-based approach for physics-based FET compact models,” 2016 21st International Conference on Microwave, Radar and Wireless Communications (MIKON), Krakow, Poland, 2016, pp. 1-4, doi: 10.1109/MIKON.2016.7491948.
3.N. Feng et al., “A Physics-Based Dynamic Compact Model of Ferroelectric Tunnel Junctions,” in IEEE Electron Device Letters, vol. 44, no. 2, pp. 261-264, Feb. 2023, doi: 10.1109/LED.2022.3233456.