[發明專利]一種總劑量效應與工藝波動耦合的電路仿真方法

有效

• 申請號: 202011125363.X
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112214952B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 鄭齊文;崔江維;李小龍;魏瑩;余學峰;李豫東;郭旗
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06F30/36
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所(普通合伙) 65106
• 代理人: 張莉

1.一種總劑量效應與工藝波動耦合的電路仿真方法，其特征在于按下列步驟進行：

總劑量效應關聯工藝參數確定：

a、確定晶體管溝道摻雜濃度為總劑量效應關聯工藝參數；

晶體管總劑量輻照試驗：

b、選取版圖結構、閾值電壓類型相同晶體管6-36支，測試晶體管的轉移特性曲線、輸出特性曲線，然后對所有晶體管進行劑量率、輻照偏置條件相同的總劑量輻照試驗，輻照后測試晶體管的轉移特性曲線、輸出特性曲線；

晶體管電參數退化方程參數提取：

c、晶體管電參數退化方程為ΔParameter＝f(D，Nch)，其中ΔParameter表示總劑量輻射導致的晶體管電參數漂移量，D為輻照劑量，Nch為溝道摻雜濃度，函數f(D，Nch)的表達式與具體的晶體管電參數以及對應的輻射損傷機理相關，函數f(D，Nch)包含擬合參數，需要根據試驗數據提取，根據輻照前晶體管轉移特性曲線的測試結果，提取晶體管閾值電壓，并進一步計算晶體管溝道摻雜濃度，具體計算公式：

式中V_th為閾值電壓，V_FB為平帶電壓，為本征費米能級與費米能級的電勢差，ε_si為硅材料的電容率，C_ox為氧化物電容，q為電子電荷量，工藝波動導致版圖結構、閾值電壓類型相同晶體管閾值電壓不同，進而溝道摻雜濃度不同，根據D輻照劑量后的晶體管轉移特性曲線、輸出特性曲線的測試結果，提取不同晶體管電參數退化ΔParameter，獲得ΔParameter隨Nch變化數據，依據ΔParameter隨Nch變化數據，提取函數f(D，Nch)中的擬合參數；

不同工藝角晶體管總劑量效應模型生成：

d、調用工藝廠家提供的器件SPICE模型，將步驟c中的晶體管進行FF，SF，SS，FS，TT工藝角的轉移特性曲線仿真，提取晶體管閾值電壓，根據閾值電壓值，計算不同工藝角晶體管的Nch，計算公式與步驟c一致，將Nch的計算值更新至函數f(D，Nch)，并將晶體管電參數退化方程添加至工藝廠家提供的器件SPICE模型，生成不同工藝角的晶體管總劑量效應SPICE模型；

不同工藝角電路仿真：

e、將步驟d中生成的不同工藝角總劑量效應SPICE模型，分別對待研究電路進行直流、瞬態、噪聲和穩定性仿真，輸出仿真結果。