[發明專利]一種偏柵晶體管進行建模的方法及電路仿真方法

有效

• 申請號: 202110330666.3
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113111498B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 劉川;柳賢偉;陳國葦
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

1.一種偏柵晶體管進行建模的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據偏柵晶體管的材料與結構，獲取其工藝參數，并計算得到偏柵晶體管模型的參數；

S2：在步驟S1獲取的偏柵晶體管的工藝參數和偏柵晶體管模型的參數的基礎上，對所述偏柵晶體管建立待擬合模型；

S3：根據步驟S1中的偏柵晶體管所記錄的輸入的柵極電壓和輸入柵極電壓時所產生的漏極電流，以得到所述偏柵晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關系；

S4：根據步驟S3得到的所述偏柵晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關系，由所述偏柵晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關系提取所述偏柵晶體管的遷移率μ、亞閾值擺幅SS、溝道漏電導G；

S5：將步驟S4中提取得到的遷移率、亞閾值擺幅、溝道漏電導代入步驟S2中建立的待擬合模型，建立所述偏柵晶體管的待擬合模型的模型文件，模型文件包括所述偏柵晶體管的待擬合模型、該待擬合模型的參數的初始值，然后用該待擬合模型去擬合步驟S3得到的所述偏柵晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關系，得到待擬合模型的全部參數；

S6：將步驟S1到步驟S5獲得的所有的偏柵晶體管的參數代入所述偏柵晶體管的待擬合模型中，獲得反映被選擇偏柵晶體管的電學特性的偏柵晶體管模型；

所述偏柵晶體管的工藝參數包括溝道寬度W、溝道長度L、有源層厚度t_sc、介電層厚度t_ox、介電層介電常數ε_ox、源/漏極偏移距離d；偏柵晶體管模型的參數包括溝道橫截面積S和介電層單位面積電容C_i；

所述偏柵晶體管的柵極層與源極層或柵極層與漏極層在垂直方向上至少有一處沒有重疊部分；步驟S2中所述偏柵晶體管所建立的待擬合模型包含所述偏柵晶體管的第一等效漏極電流隨所述偏柵晶體管的漏極、柵極、源極端口電壓變化的關系及所述偏柵晶體管的第二等效漏極電流隨所述偏柵晶體管的漏極、柵極、源極端口電壓變化的關系，包括：

其中，I₀為偏柵晶體管的柵極電壓等于閾值電壓時的源漏電流，V_th為偏柵晶體管的閾值電壓，V_g為偏柵晶體管的柵極電壓，V_d為偏柵晶體管的漏極電壓，V_d0為偏柵晶體管的漏極電壓偏移，R_c為偏柵晶體管的前溝道電阻，R_back為偏柵晶體管的背溝道電阻，I_{ds_first}為第一等效漏極電流，I_{ds_second}為第二等效漏極電流，a、b、c為實際器件測試數據擬合得到具體的參數；步驟S3中的基于被選擇偏柵晶體管所記錄的輸入的柵極電壓和輸入柵極電壓時所產生的漏極電流的關系獲取所述偏柵晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關系包括：

測量所述偏柵晶體管的閾值電壓；

測量柵極電壓等于閾值電壓時所述偏柵晶體管的漏極電流；

根據所測量的閾值電壓，得到亞閾值區的第一電壓的變化范圍和線性區/飽和區的第二電壓的變化范圍，所述柵極電壓的變化范圍包括所述第一電壓的變化范圍和第二電壓的變化范圍；所述晶體管的第一等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關系為所述偏柵晶體管的漏極電流隨所述第一電壓變化的關系，所述晶體管的第二等效漏極電流隨所述柵極電壓變化的關系為所述偏柵晶體管的漏極電流隨所述第二電壓變化的關系。

2.根據權利要求1所述的偏柵晶體管進行建模的方法，其特征在于，所述步驟S4中由所述偏柵晶體管的漏極電流隨柵極電壓變化的關系提取所述偏柵晶體管的遷移率指當柵極電壓等于閾值電壓時的遷移率。