[發明專利]一種混合傳播式MOS晶體管電學統計模型的建模方法

有效

• 申請號: 200610147243.3
• 申請日: 2006-12-14
• 公開（公告）號: CN101201853A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 周天舒
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 王素萍

技術領域

本發明涉及一種混合傳播式MOS晶體管電學統計模型建模方法。具體而言，本發明涉及混合采用前向傳播方法和后向傳播方法的MOS晶體管電學統計模型的建模方法。

背景技術

目前集成電路產品在工藝制造過程中，一般要經過上百道工藝環節。由于每一道工藝受統計意義上的不確定性因素的影響，即使出于同一設計的產品，其電路性能也會由于不同的制造車間，工藝的不同批次，不同的晶圓以及不同的芯片位置而發生相應的變化。

因此，在為集成電路設計者建立器件模型時，應充分考慮這些不確定性統計因素的影響，即應建立相應的器件電學統計模型。當集成電路設計者利用此模型做蒙特卡羅仿真時，模擬仿真得到的電路性能的統計分布，應與實際工藝制造之后的電路性能的統計分布保持基本一致。

目前，建立MOS晶體管電學統計模型的方法一般分為2種：前向傳播(forward?propagation)和后向傳播(backward?propagation)。“前向傳播”方法的主要優點是過程直接明了，但較難確定所有的模型參數標準偏差。“后向傳播”方法的主要優點是確定的模型參數標準偏差具有相當的可靠性，但難點在于工藝偏差與模型偏差的靈敏度的分析。

由于“后向傳播”采用從可測的工藝偏差反向推算模型偏差的方法，模型偏差具有較高的可信度，所以工業界普遍采取后向傳播的建模方法。后向傳播的統計模型建模方法的難度與關鍵則是統計特征參量的選取方法和相關靈敏度的分析。只有選取合適的統計特征參量，計算出準確的相關靈敏度并據此建立統計模型，經仿真得到的模擬結果才會和實際的統計數據相吻合。

以上2種方法具有各自的優缺點，但由于在實際工作中，多被人們彼此獨立地應用，難以同時發揮2種方法各自的優勢，因而極大地影響到建立電學統計模型的效率和實用性。

本發明的目的是在MOS晶體管電學統計模型建立過程中，采用混合傳播方法，即前向傳播與后向傳播相結合的方法，提高建立MOS晶體管電學統計模型的效率，發揮2種方法各自的優勢，增強MOS晶體管電學統計模型開發的效率及實用性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種混合傳播式MOS晶體管電學統計模型的建模方法，發揮前向傳播與后向傳播方法各自的優點，提高統計模型開發速度和可靠性。

為解決上述技術問題，本發明的混合傳播式MOS晶體管電學統計模型的建模方法，其中包括采用確定模型偏差進行模擬到所得工藝偏差基本符合實測工藝偏差的前向傳播方法的工序、以及采用從可測工藝偏差反向推算模型偏差的后向傳播方法的工序。

又，本發明的混合傳播式MOS晶體管電學統計模型的建模方法，其特點是，在統計特征參量的選取時，采用前向傳播方法的工序中，選取以下MOS晶體管BSIM4模型參數，即選取的所述3個模型參數為工業界標準MOSBSIM4模型中的氧化層厚度Tox、源極與漏極接觸的塊電阻Rsh、以及器件的閾值電壓Vth0。這些模型參數具有很強的物理性，同時又具有集成電路工藝統計數據的可測性。因此，以上模型參數是較理想的可用于前向傳播方法的統計特征參量。

又，本發明的混合傳播式MOS晶體管電學統計模型的建模方法，其特點是，在統計特征參量的選取時，采用后向傳播方法的工序中，選取以下MOS晶體管BSIM4模型參數，即選取的所述4個模型參數為工業界標準MOS?BSIM4模型中的工藝所致的溝道長度的變化Xl、工藝所致的溝道寬度的變化Xw、閾值電壓的短溝道效應系數k1和閾值電壓的窄溝道效應系數k3。這些模型參數具有較高的靈敏度，即它們對器件模擬性能的影響程度較大，但很難預先確定其明確的統計分布范圍。因此，以上模型參數是較理想的用于后向傳播方法的統計特征參量。

再者，本發明的混合傳播式MOS晶體管電學統計模型的建模方法，其特點是，采用前向傳播方法的工序，其中包括確定3個模型參數的標準偏差的步驟、根據確定的模型參數標準偏差借助仿真器作蒙特卡羅模擬的步驟、以及使模擬的工藝標準偏差與實測工藝標準偏差基本相符的步驟。