[發(fā)明專利]一種對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行建模的方法及電路仿真方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310583177.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104657522A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏琰;董金珠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行建模的方法及電路仿真方法。

背景技術(shù)

淺溝槽隔離（shallow?trend?isolation，STI）技術(shù)用以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）之間的隔離。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成原理是將與淺溝槽對(duì)應(yīng)的硅襯底表面刻蝕出溝槽，將二氧化硅（SiO₂）填入所述溝槽中。

淺溝槽隔離技術(shù)是局部隔離硅氧化隔離技術(shù)的替代者，是深亞微米工藝的主流隔離技術(shù)。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝槽具有比較陡直的側(cè)壁，所以具有較小的面積，可以提高場(chǎng)效應(yīng)晶體管的集成度。又由于其制造過(guò)程中采用CMP工藝，所以具有非常好的表面平坦性。此外，STI結(jié)構(gòu)的漏電流也比較小，閂鎖保護(hù)能力強(qiáng)。由于這些優(yōu)點(diǎn)，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)在0.25微米及以下的工藝節(jié)點(diǎn)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

淺溝槽隔離技術(shù)的具體工藝包括：在襯底上形成淺溝槽，所述淺溝槽用于隔離襯底上的有源區(qū)，所述淺溝槽的形成方法可以為刻蝕工藝；在淺溝槽內(nèi)填入介質(zhì)，并在襯底表面形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)材料可以為氧化硅；對(duì)所述介質(zhì)進(jìn)行退火；用化學(xué)機(jī)械拋光法（Chemical?Mechanical?Polishing，CMP）處理所述介質(zhì)層。

在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，集成電路設(shè)計(jì)人員需要對(duì)集成電路進(jìn)行仿真，其中涉及對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行建模，場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型用于對(duì)所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性描述。場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型一般由集成電路制造廠商提供，一種典型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型是BSIM4。

但是，現(xiàn)有技術(shù)的基于BSIM4等的仿真系統(tǒng)內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型是忽略淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)帶給晶體管結(jié)構(gòu)的影響的：在場(chǎng)效應(yīng)晶體管尺寸比較大時(shí)，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管參數(shù)和性能的影響可以忽略；但隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的尺寸不斷縮小，淺溝槽拐角處形成凹槽之后，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的寬度等效增加，但現(xiàn)有技術(shù)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型未考慮到這一結(jié)果特點(diǎn)，不能準(zhǔn)確描述真實(shí)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)方案所解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何建立準(zhǔn)確的場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型，以提高電路仿真的精度。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行建模的方法，包括：

調(diào)取被選擇場(chǎng)效應(yīng)晶體管所記錄的輸入的柵極電壓和輸入柵極電壓時(shí)所產(chǎn)生的漏極電流，以得到所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關(guān)系；所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括晶體管結(jié)構(gòu)和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；

基于所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關(guān)系獲取所述晶體管結(jié)構(gòu)的第一等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關(guān)系及所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第二等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關(guān)系；

根據(jù)所述晶體管結(jié)構(gòu)的第一等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關(guān)系和所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第二等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關(guān)系建立場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型。

可選的，所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關(guān)系被所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的Id0-Vg曲線擬合，所述晶體管結(jié)構(gòu)的第一等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關(guān)系被所述晶體管結(jié)構(gòu)的Id1-Vg曲線擬合，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第二等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關(guān)系被所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的Id2-Vg曲線擬合；其中，Vg為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電壓，Id0為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電流，Id1為所述第一等效漏極電流，Id2為所述第二等效漏極電流。

可選的，所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關(guān)系被所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的logE_I0-Vg曲線擬合，所述晶體管結(jié)構(gòu)的第一等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關(guān)系被所述晶體管結(jié)構(gòu)的logE_I1-Vg曲線擬合，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第二等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關(guān)系被所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的logE_I2-Vg曲線擬合；其中，Vg為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電壓，E_I0為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管寬度歸一化后的電子密度，E_I1為所述晶體管結(jié)構(gòu)寬度歸一化后的電子密度，E_I2為所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)寬度歸一化后的電子密度。