90纳米CMOS工艺的毫米波CPW模型

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90纳米CMOS工艺的毫米波CPW模型

作者：赵智超吴铁峰

来源：《中国管理信息化》2017年第15期

[摘要] 现阶段，微电子技术的飞速发展，对集成电路的设计提出了更加严格的要求。在

毫米波集成电路设计中，硅基共面波导（CPW）是一种关键性的基础元件，文章对CPW的机制以及等效电路模型的设计进行了简要分析，提出了基于90 nm CMOS工艺的毫米波CPW模型及参数提取算法，经对比分析，该模型在0～66 GHz内有效。

[关键词] COMS工艺；毫米波；CPW模型

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 15. 087

[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）15- 0194- 02

0 前言

最近几年，通信行业的飞速发展，对于通信的速率和带宽提出了许多新的要求，毫米波段的单片微波集成电路因此应运而生，硅基纳米工艺的进步也使得毫米波CMOS集成电路在硅基上的设计成为了可能。在毫米波传输中，CPW是基础性器件，对于单片微波集成电路的性能影响巨大，也因此受到了广泛的关注。

1 传输线模型

以常规RLGC模型为例进行分析，模型以准TEM模式假设为基础，将100 GHz以内判断为合理，而在这个范围内，利用RLGC模型能够非常准确的对共面波导的特征进行描述。基于此，新建相应的CPW等效电路模型，如图1所示。

模型包括了n个级联模块，每一个模块的等效电路都包含有一个串联分支和一个并联分支，前者可以细分为R/L梯形网络和电感Lhf，能够对共面波导在高频下的趋肤效应进行表示，后者包括了用以描述接地线与信号线之间电容效应的Csg以及用以描述高频信号耦合到硅衬底损耗的C-R-C网络[1]。

2 参数提取

2.1 串联分支

CPW模型中，直流电阻Rdc包括了两侧地线导体电阻和信号线导体电阻两部分，计算公式为