[發(fā)明專利]基于BSIM4模型的MOS器件子電路溫度模型及建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810840264.6
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109117528B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 顧經綸;彭興偉
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 欒美潔

本發(fā)明公開了一種基于BSIM4模型的MOS器件子電路溫度模型及建模方法，包括：步驟1，流片測試得到實測數據；步驟2，選擇目標MOS器件和待調準的電學特性參數；步驟3，進行擬合，建立MOS器件的BSIM4直流溫度模型；步驟4，在經過擬合的BSIM4直流溫度模型基礎上，針對目標MOS器件和待調準的電學特性參數涉及的模型參數分別建立子電路溫度模型；步驟5，對子電路溫度模型分別進行曲線擬合，如果擬合結果與實測數據一致，則進入步驟6，否則調整子電路溫度模型的相應參數，并重復該步驟；步驟6，建模結束。本發(fā)明在BSIM4模型基礎上增加子電路溫度模型，使MOS器件的直流溫度模型更準確地反映實測數據，克服了原有MOS器件的BSIM4直流溫度模型不能同時調準Idlin和Idsat的缺陷。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體集成電路領域的SPICE建模技術，具體涉及一種基于BSIM4模型的MOS器件子電路溫度模型及建模方法。

背景技術

SPICE(Simulation?Program?with?Integrated?Circuit?Emphasis)是一種用于電路描述和仿真的語言與仿真器軟件，用于檢測電路的連接和功能的完整性，以及用于預測電路的行為。SPICE主要用于模擬電路和混合信號電路的仿真。如果想要SPICE很好地工作，必須提供器件級模型參數，業(yè)界通用的SPICE模型有BSIM系列、PSP或經驗模型等。SPICE建模工程師依靠器件理論及經驗，提取模型參數以供SPICE仿真程序使用。

SPICE建模是連接半導體工藝制造技術與電路設計的橋梁，它為電路設計者提供電路仿真的器件級模型。一個完整的工藝節(jié)點的SPICE模型一般包括MOSFET、雙極性晶體管BJT以及相關的后端金屬互聯(lián)層電容(MOM電容)、MOSFET的寄生電阻Resistor、MOS變容管(MOS?Varactor)、二極管Diode等模型。SPICE模型的目標就是使用BSIM模型將器件的IV曲線以及電學參數隨尺寸變化的趨勢都擬合準確，提取出正確的BSIM模型參數組。

目前，SPICE建模主要使用BSIM4模型對MOS管的直流特性進行建模。通常，在25度常溫下對MOS管直流特性建模，然后還需要對-40℃、-15℃、25℃、85℃、125℃五個溫度進行數據測試并進行溫度模型的建模，使SPICE模型能夠準確反映-40℃到125℃范圍內的MOS管電學特性，其中MOS管器件的幾個常見電學特性參數定義如表1所示，其中Vds為源漏電壓，Vgs為柵源電壓，Ids為源漏電流，Vbs為襯底與源之間的電壓差，Vdd為工作電壓。

表1