[發(fā)明專利]一種建立MOSFET模型的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010272044.1
• 申請(qǐng)日: 2010-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102385647A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱正鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件模型領(lǐng)域，具體涉及一種金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)模型的建立方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，集成電路的規(guī)模越來(lái)越大，復(fù)雜程度越來(lái)越高。對(duì)器件進(jìn)行建模仿真已經(jīng)成為集成電路設(shè)計(jì)中越來(lái)越重要的一個(gè)步驟。其可以大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造周期，提高效率，節(jié)約成本，提高成品率等。目前，建立MOSFET模型主要采用兩種方法：一種是分塊模型(Binning?Model)方法，另一種是全局模型(Global?Model)方法。

分塊模型(Binning?Model)一般是在圖1所示的器件尺寸陣列中提取的。圖中橫坐標(biāo)L為MOSFET的柵極長(zhǎng)度，縱坐標(biāo)W為MOSFET的柵極寬度。分塊模型(Binning?Model)方法將尺寸陣列分為若干個(gè)(幾個(gè)到幾十個(gè))方塊(bin)，每個(gè)方塊(bin)具有自己的模型，稱為子模型。每個(gè)子模型的參數(shù)由其對(duì)應(yīng)方塊(bin)的四個(gè)角上的器件模型(稱之為單模型，Single?Model)所對(duì)應(yīng)的參數(shù)計(jì)算得出。最終的分塊模型(Binning?Model)就是由所有的子模型組成的。分塊模型(Binning?Model)因其先對(duì)每個(gè)器件分別提取單模型(Single?Model)，然后把所有的單模型(Single?Model)通過(guò)“binning”的過(guò)程生成最終的分塊模型(Binning?Model)；所以該分塊模型(Binning?Model)與陣列中的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的器件符合地很好。但是這種模型仿真速度慢，參數(shù)大多沒(méi)有特定的物理意義。同時(shí)，該模型由許多子模型構(gòu)成，模型維護(hù)比較困難，容易出現(xiàn)參數(shù)的不連續(xù)問(wèn)題。如果出現(xiàn)參數(shù)的不連續(xù)問(wèn)題，就需要重新調(diào)節(jié)相關(guān)尺寸器件的模型，然后重新經(jīng)過(guò)“binning”過(guò)程生成新的分塊模型(Binning?Model)。如果還有參數(shù)不連續(xù)的問(wèn)題，還需要重復(fù)以上過(guò)程，直至沒(méi)有參數(shù)的不連續(xù)。

全局模型(Global?Model)是用一個(gè)模型仿真全部尺寸的器件，該模型利用晶體管的性能與其尺寸之間的物理關(guān)系而提取各個(gè)參數(shù)值。全局模型的提取如圖2所示。圖中橢圓中的器件為全局模型提取所用到的主要器件。全局模型(Global?Model)只使用一套參數(shù)擬合所有器件。這套參數(shù)稱為全局參數(shù)(GOLBAL?PARAMETER)，其具有物理意義。由此建立起來(lái)的全局模型(Global?Model)具有物理趨勢(shì)，不會(huì)出現(xiàn)參數(shù)不連續(xù)的問(wèn)題。所以全局模型(Global?Model)相對(duì)于分塊模型(Binning?Model)來(lái)說(shuō)維護(hù)簡(jiǎn)單、省時(shí)省力。但對(duì)于單個(gè)器件來(lái)說(shuō)，全局模型(Global?Model)沒(méi)有分塊模型(Binning?Model)符合得好，精度較差。

鑒于分塊模型(Binning?Model)和全局模型(Global?Model)各自的缺陷，如何快速建立一種既沒(méi)有參數(shù)連續(xù)性問(wèn)題，同時(shí)擬合精度又好的半導(dǎo)體器件模型就顯得非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種建立MOSFET模型的方法，在消除參數(shù)不連續(xù)的同時(shí)還具有很好的模型精度，并且能快速建立模型。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種建立MOSFET模型的方法，所述方法包括如下步驟：步驟1、以所述MOSFET的柵極長(zhǎng)度和柵極寬度為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系，并在所述坐標(biāo)系的整個(gè)器件尺寸陣列中提取全局模型；步驟2、將所述步驟1所提取的全局模型中的參數(shù)Dvt0、Dvt1、Dvt2、nlx、prwg、prwb、k3、k3b、w0、dwg、dwb、b0、b1、l1、lw、lw1、ww、w1、ww1都設(shè)置為0；步驟3、以所述步驟2所提取的全局模型為基礎(chǔ)，提取所述器件尺寸陣列中所有MOSFET器件的單模型；步驟4、提取分塊模型。

進(jìn)一步的，所述步驟1包括：A、提供一初始全局模型；B、提取大尺寸器件相關(guān)參數(shù)；C、提取寬且短溝道器件相關(guān)參數(shù)；D、提取長(zhǎng)且窄溝道器件相關(guān)參數(shù)；E、提取小尺寸器件相關(guān)參數(shù)。其中，所述步驟C和步驟D可以互換順序。

可選的，所述初始全局模型為BSIM3模型或由模型提取軟件自動(dòng)提取的全局模型。

可選的，所述大尺寸器件相關(guān)參數(shù)包括：Vth0、U0、Ua、Ub、Uc、K1、a0、ags、keta。

可選的，所述寬且短溝道器件相關(guān)參數(shù)包括：Dvt0、Dvt1、Dvt2、nlx、lint、rdsw、prwg、prwb、eta0、etab、pclm、pvag、vsat。

可選的，所述長(zhǎng)且窄溝道器件相關(guān)參數(shù)包括：k3、k3b、w0、wint、dwg、dwb、b0、b1。