[發明專利]檢測及建立應用于噪聲的MOS管模型的方法

有效

• 申請號: 200710042459.8
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101329695A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 黃俊誠;趙芳芳
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及檢測及建立應用于噪聲的MOS管模型的方法。

背景技術

目前，電路中的元件都可能會產生各種各樣的噪聲。為了研究噪聲的規律，通常是對于一個MOS管進行研究。MOS管可以被認為是一個微型的電路結構，包括各種各樣的電阻、電容和有源器件。對于MOS管來說，可能包括柵極、源極及漏極上的熱噪聲，溝道中的熱噪聲和1/f噪聲，襯底上的熱噪聲和柵極上的感應噪聲等。其中1/f噪聲一般來說是一種低頻噪聲，由于它的增幅與頻率增幅成反比，故因此得名。1/f噪聲主要影響運行于低頻環境下的電子器件，但是在一些射頻電路中，如混頻器、放大器和分頻器中，1/f噪聲在高頻區域對于電路的影響也越來越大，可能會導致信噪比惡化等后果。對于電路設計和電路分析來說，擁有一個能夠精確模擬噪聲的模型是非常重要的。

現今建立模型的方法，簡單地說是通過分析測量所得的數據，找到這些數據的規律，例如受電壓或電流影響的變化，再用數學方法找到能夠描述這種規律的方程。例如，國際標準書號為0-471-49869-6的一篇名為《DeviceModeling?for?Analog?and?RF?CMOS?Circuit?Design》的文獻提及了一種MOS管噪聲模型的電路，用一些電流參數來作為噪聲的主要相關因素，例如，用漏極電流的二次方來作為MOS管溝道中1/f噪聲的主要相關因素，并通過結合其他一些例如頻率、單位面積的柵極氧化層電容和溝道長度等來構成方程描述1/f噪聲的變化規律。而在電路設計和電路分析中，一般是在一些例如直流、交流、小信號和瞬態分析的模擬環境下，使用一些模擬軟件例如HSPICE，來模擬MOS管的噪聲。這些模擬軟件所包含的應用于噪聲的MOS管模型是包含噪聲模型文件的MOS管庫文件。而對于噪聲模擬來說，模型文件中描述噪聲的方程所調用的噪聲參數以及庫文件中設定的所述噪聲參數的變化量通常決定了噪聲模擬的精確性。因而在噪聲模擬中，一些噪聲參數是能夠根據所要模擬的MOS管確定的，例如前面提到的溝道長度，而另外一些例如庫文件中設定的噪聲參數的變化量通常都是一些根據實際測量值調試得到的經驗值。目前，這些經驗值大都是建立在少數幾個測量數據的基礎上的，并沒有考慮到工藝生產中由于各種復雜因素，例如柵氧生長情況，而造成的噪聲特性在晶圓之間、晶粒之間，以及不同批次之間的差異。當電路設計人員需要利用MOS管噪聲模型進行噪聲仿真來輔助設計的時候，并不能確定用于噪聲仿真的模型夠不夠精確，而如果應用了不夠精確的模型就會影響設計質量。

發明內容

本發明解決的問題就是現有應用于噪聲的MOS管模型沒有考慮到噪聲特性差異而不夠精確。

本發明還解決的問題就是在進行設計時無法確定用于噪聲仿真的模型夠不夠精確。

為解決上述問題，本發明按以下步驟建立應用于噪聲的MOS管模型，

測量不同晶粒上的MOS管的噪聲；

根據所得到的MOS管的噪聲數據，建立噪聲分布圖；

至少添加一個噪聲模型文件中的噪聲參數的變化量到MOS管庫文件中來對MOS管進行噪聲仿真；

如果仿真結果不能夠覆蓋噪聲分布圖中的數據，則繼續改變噪聲參數的變化量的值進行仿真直到仿真結果能夠覆蓋噪聲分布圖中的噪聲數據；

如果仿真結果能夠覆蓋噪聲分布圖中的數據，則將相應的噪聲參數的變化量的值代入到MOS管庫文件中作為應用于噪聲的MOS管模型。

為解決上述問題，本發明還提供了一種檢測應用于噪聲的MOS管模型的方法，包括下列步驟，

測量不同晶粒上的MOS管的噪聲；

根據所得到的MOS管的噪聲數據，建立噪聲分布圖；

應用包含噪聲模型文件的MOS管庫文件作為MOS管噪聲仿真模型對于MOS管進行噪聲仿真；

如果仿真結果未覆蓋噪聲分布圖中的噪聲數據，則該MOS管模型不能很精確地進行噪聲仿真；

如果仿真結果覆蓋噪聲分布圖中的噪聲數據，則該MOS管模型能夠很精確地進行噪聲仿真。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1.本發明建立應用于噪聲的MOS管模型的方法以測量的不同晶粒上的MOS管的噪聲值為原始數據，并建立分布圖來反映噪聲統計分布，考慮到了噪聲特性的差異。再以調試的噪聲模型仿真值覆蓋噪聲分布圖中的數據為目標，因此建立的模型更接近真實情況，更為精確。

2.本發明檢測應用于噪聲的MOS管模型的方法以測量的不同晶粒上的MOS管的噪聲值為原始數據，并建立分布圖來反映噪聲統計分布，考慮到了噪聲特性的差異，并以此作為衡量噪聲模型精確度的標準，使得檢測方法更客觀準確。

附圖說明