專利名稱：Mos晶體管工藝角spice模型的建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體設(shè)計仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種MOS晶體管工藝角SPICE模型的 建模方法。
背景技術(shù)：
與雙極晶體管不同，在不同的晶片之間以及在不同的批次之間，金屬-氧化物-半 導(dǎo)體-場效晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)參數(shù) 變化很大。為了在一定程度上減輕電路設(shè)計任務(wù)的困難，工藝工程師們要保證器件的性能 在某個范圍內(nèi)，主要以報廢超出這個性能范圍的芯片的措施來嚴(yán)格控制預(yù)期的參數(shù)變化。通常提供給設(shè)計師的MOS晶體管的性能范圍只適用于數(shù)字電路并以“工藝 角”(Process Comer)的形式給出，如圖1所示，其思想是把NMOS和PMOS晶體管的速度 波動范圍限制在由FF (快NMOS晶體管和快PMOS晶體管)11、FS (快NMOS晶體管和慢PMOS 晶體管)12、SF (慢NMOS晶體管和快PMOS晶體管)14、SS (慢NMOS晶體管和慢PMOS晶體 管)13四個工藝角(即四個工藝臨界點)所確定的矩形10內(nèi)(即矩形10內(nèi)部區(qū)域表示可 接受的晶片)。其中，F(xiàn)Fll對應(yīng)NM0S、PM0S晶體管飽和電流同為所述工藝線MOS晶體管的 出品最大值、閾值電壓同為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值，F(xiàn)S12對應(yīng)NMOS晶體管飽 和電流為所述工藝線MOS晶體管的出品最大值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品 最小值，PMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電壓為所述工 藝線MOS晶體管的出品最大值；SF14對應(yīng)NMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體管的 出品最小值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最大值，PMOS晶體管飽和電流為所 述工藝線MOS晶體管的出品最大值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值；SS13 對應(yīng)NMOS晶體管、PMOS晶體管飽和電流同為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電 壓同為所述工藝線MOS晶體管的出品最大值。SPICE (Simulation Program for Integrated Circuits Emphasis)是巨前器件 設(shè)計行業(yè)中應(yīng)用最為普遍的電路級模擬程序。在提取MOS晶體管SPICE模型過程中，必須 針對每一個工藝角(Corner)提取相對應(yīng)的MOS晶體管SPICE仿真模型，以盡可能地提高成 品率，使得在各種工藝條件下使用MOS晶體管器件組成的集成電路工作情況均符合設(shè)計需 求。由于當(dāng)從晶片中提取與每一個工藝角(Corner)相對應(yīng)的器件模型時，晶片上NMOS和 PMOS晶體管的測試結(jié)構(gòu)會顯示出不同的門延，因此在各種工藝角(Corner)和極限溫度條 件下對電路進行仿真是決定成品率的基礎(chǔ)。PSP模型是一種表面電勢(surface-potential)模型，其基于MOS晶體管工作的基 礎(chǔ)物理特征，能以較其它模型更少的參數(shù)進行工作，它允許模型對柵極泄漏和量子力學(xué)效 應(yīng)(QME)加以考慮，因此更接近晶體管物理行為，并能夠就IC性能做出更好的預(yù)測，提供非 常準(zhǔn)確的結(jié)果，特別是在源極和漏極圍繞零偏置進行操作，或者是柵極偏置電壓臨近閾值 電壓的時候。目前，隨著工藝線逐漸往65nm以下發(fā)展，為適應(yīng)更小的器件模型需求，PSP模型已成為了 MOS晶體管模型行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的模型標(biāo)準(zhǔn)，但MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法 沒有跟上行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，目前仍缺少以PSP模型為基礎(chǔ)的MOS晶體管工藝角SPICE模型 的優(yōu)良建模方法。因此提供一種基于PSP模型的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法， 就變得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種以PSP模型為基礎(chǔ)的MOS晶體管工藝角 SPICE模型的建模方法，以快速獲得具有較好的仿真與測試結(jié)果擬合性的MOS晶體管工藝 角SPICE模型。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方 法，包括如下步驟收集被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息；根據(jù)所述統(tǒng)計信息得到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡；根據(jù)所述統(tǒng)計信息得到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)；選取標(biāo)準(zhǔn) PSP模型卡中的適用參數(shù)進行調(diào)整來擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)；記錄下擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后各個所述適用參數(shù) 發(fā)生的偏移量；將四個工藝角的PSP模型卡的各個所述適用參數(shù)發(fā)生的偏移量與標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡 結(jié)合，得到工藝角PSP模型卡。進一步的，所述得到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的步驟包括根據(jù)所述被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息確定被模擬MOS晶體管 的標(biāo)準(zhǔn)器件的目標(biāo)特性值，所述標(biāo)準(zhǔn)器件的目標(biāo)特性值包括閾值電壓、飽和電流、線性區(qū)電 流、源漏PN結(jié)飽和電流、源漏PN結(jié)電容的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)值。根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)器件的目標(biāo)特性確定標(biāo)準(zhǔn)器件并測試，得到標(biāo)準(zhǔn)器件的模型測試數(shù) 據(jù)；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器件的模型測試數(shù)據(jù)提取得到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡。進一步的，所述被模擬MOS晶體管工藝線器件特性，包括閾值電壓、飽和電流、線 性區(qū)電流、源漏PN結(jié)飽和電流、源漏PN結(jié)電容。進一步的，F(xiàn)F對應(yīng)NM0S、PM0S晶體管飽和電流同為所述工藝線MOS晶體管的出品 最大值、閾值電壓同為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值，F(xiàn)S對應(yīng)NMOS晶體管飽和電流 為所述工藝線MOS晶體管的出品最大值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值， PMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電壓為所述工藝線MOS 晶體管的出品最大值；SF對應(yīng)NMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體管的出品最小 值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最大值，PMOS晶體管飽和電流為所述工藝線 MOS晶體管的出品最大值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值；SS對應(yīng)NMOS 晶體管、PMOS晶體管飽和電流同為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電壓同為所 述工藝線MOS晶體管的出品最大值。進一步的，所述得到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)的步驟包括根據(jù)所述被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息確定被模擬MOS晶體管的FF、FS、SF、SS四個工藝角的器件目標(biāo)特性值，即所述MOS晶體管的FF、FS、SF、SS四個工藝 角分別對應(yīng)的閾值電壓、飽和電流、線性區(qū)電流、源漏PN結(jié)飽和電流、源漏PN結(jié)電容的目標(biāo) 值；根據(jù)所述四個工藝角的器件目標(biāo)特性值確定FF、FS、SF、SS四個工藝角器件并測 試，得到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)。進一步的，所述適用參數(shù)包括柵氧厚度、交疊區(qū)柵氧厚度、參考溫度下基準(zhǔn)平帶 電壓、基準(zhǔn)平帶電壓柵極長度調(diào)制系數(shù)、基準(zhǔn)平帶電壓柵極寬度調(diào)制系數(shù)、基準(zhǔn)平帶電壓柵 極面積調(diào)制系數(shù)、實際柵極長度與版圖柵極長度之間的偏差、源漏去橫向擴散引起的實際 溝道減少長度、至溝道停止離子注入引起的橫向擴散導(dǎo)致的實際溝道減少寬度、零電場強 度下遷移率、零偏壓下源漏PN結(jié)底部面單位電容常數(shù)、零偏壓下源-體PN結(jié)STI邊界線單 位電容參數(shù)、零偏壓下源-體PN結(jié)柵邊界線單位電容參數(shù)、源-體PN結(jié)底部飽和電流密度。進一步的，所述擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)時，柵氧厚度 和交疊區(qū)柵氧厚度的數(shù)值需要根據(jù)實際工藝線MOS晶體管柵氧工藝監(jiān)控數(shù)據(jù)獲得。進一步的，所述擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)時，參考溫度 下基準(zhǔn)平帶電壓、基準(zhǔn)平帶電壓柵極長度調(diào)制系數(shù)、基準(zhǔn)平帶電壓柵極寬度調(diào)制系數(shù)、基準(zhǔn) 平帶電壓柵極面積調(diào)制系數(shù)的數(shù)值是通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器件PSP模型卡對應(yīng)的該4個適用參數(shù) 擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)中的閾值電壓得到；實際柵極長度與版 圖柵極長度之間的偏差、源漏去橫向擴散引起的實際溝道減少長度、至溝道停止離子注入 引起的橫向擴散導(dǎo)致的實際溝道減少寬度、零電場強度下遷移率的數(shù)值是通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器 件PSP模型卡對應(yīng)的該4個適用參數(shù)擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù) 中的飽和電流、線性區(qū)電流得到；零偏壓下源漏PN結(jié)底部面單位電容常數(shù)、零偏壓下源-體 PN結(jié)STI邊界線單位電容參數(shù)、零偏壓下源-體PN結(jié)柵邊界線單位電容參數(shù)、源-體PN結(jié) 底部飽和電流密度的數(shù)值是通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器件PSP模型卡對應(yīng)的該4個適用參數(shù)擬合FF、 FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)中的源漏PN結(jié)飽和電流、源漏PN結(jié)電容得到。進一步的，擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后，柵氧厚度的偏 移量和交疊區(qū)柵氧厚度的偏移量需要根據(jù)實際工藝線MOS晶體管柵氧工藝監(jiān)控獲得。進一步的，所述工藝角PSP模型卡中，各個適用參數(shù)的數(shù)值分別對應(yīng)等于標(biāo)準(zhǔn)PSP 模型卡的該適用參數(shù)的數(shù)值與擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后該適 用參數(shù)對應(yīng)的偏移量之和。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在PSP模型的基礎(chǔ)上，依據(jù)收集到的被模擬MOS晶體管工 藝線器件特性的統(tǒng)計信息，選取PSP模型的14個參數(shù)，最終得到了 MOS晶體管工藝角PSP 模型卡。這種基于PSP模型的MOS晶體管工藝角PSP模型是應(yīng)用于MOS晶體管SPICE仿真 模型的一種新模型，這種新的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，可以快速地獲得具 有較好的仿真與測試結(jié)果擬合性的MOS晶體管工藝角SPICE模型，大大提高了使用該工藝 線MOS晶體管器件組成的集成電路的成品率。


圖1是MOS晶體管的工藝角示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模 方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說 明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。如圖2所示，本發(fā)明提供一種MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，由S21 S26共六個步驟完成。下面結(jié)合圖2的S21 S^所示的六個步驟，對上述MOS晶體管工藝 角SPICE模型的建模方法作詳細的描述。S21，收集被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息。本實施例中，收集被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息，包括閾值電壓 Vth、飽和電流Idsat、線性區(qū)電流Idlin、源漏PN結(jié)飽和電流Ij、源漏PN結(jié)電容Cj及其他 特性參數(shù)的測量數(shù)據(jù)。S22，根據(jù)所述統(tǒng)計信息得到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡。其中，本實施例中，所述得到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的步驟由三步完成第一步，根據(jù)所述被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息確定標(biāo)準(zhǔn)器件的 目標(biāo)特性值，所述標(biāo)準(zhǔn)器件的目標(biāo)特性值也就是閾值電壓Vth、飽和電流Idsat、線性區(qū)電 流Idlin、源漏PN結(jié)飽和電流I j、源漏PN結(jié)電容Cj的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)值，這些值通過選取被模擬 MOS晶體管工藝線器件Vth、Idsat、Idlin、I j、Cj特性統(tǒng)計信息的中間值獲得；第二步，根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)器件的目標(biāo)特性值確定所述工藝線MOS晶體管的標(biāo)準(zhǔn)器件 并測試，得到標(biāo)準(zhǔn)器件的模型測試數(shù)據(jù)，也就是說，在工藝線出品的一系列MOS晶體管中選 取出特定的MOS晶體管定為標(biāo)準(zhǔn)器件，該MOS晶體管的Vth、Idsat、Idlin、I j、Cj值均處于 工藝線所收集該MOS晶體管特性統(tǒng)計數(shù)據(jù)中的中間值，然后對此MOS晶體管進行詳細的測 試，也就得到了標(biāo)準(zhǔn)器件的模型測試數(shù)據(jù)；第三步，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器件的模型測試數(shù)據(jù)提取得到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡。S23，根據(jù)所述統(tǒng)計信息得到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)。其中，F(xiàn)F對應(yīng)NM0S、PM0S晶體管飽和電流同為所述工藝線MOS晶體管的出品最大 值、閾值電壓同為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值，F(xiàn)S對應(yīng)NMOS晶體管飽和電流為所 述工藝線MOS晶體管的出品最大值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值，PMOS 晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體 管的出品最大值；SF對應(yīng)NMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾 值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最大值，PMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶 體管的出品最大值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值；SS對應(yīng)NMOS晶體 管、PMOS晶體管飽和電流同為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電壓同為所述工 藝線MOS晶體管的出品最大值。本實施例中，所述得到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)的步驟為第一步，根據(jù)所述被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息確定被模擬MOS 晶體管的FF、FS、SF、SS四個工藝角的器件目標(biāo)特性值，也就是在所收集到的工藝線器件特 性Vth、Idsat、I j、Cj的統(tǒng)計信息中選取出能表征FF、FS、SF、SS四個工藝角(四個工藝臨 界點)的Vth、Idsat、Idlin、Ij、Cj值，這些值被對應(yīng)定為FF、FS、SF、SS四個工藝角的器件目標(biāo)特性值，；第二步，根據(jù)所述四個工藝角的器件目標(biāo)特性值確定FF、FS、SF、SS四個工藝角器 件并測試，分別得到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)，也就是說，在工藝線出 品的一系列MOS晶體管中選取出特定的四個MOS晶體管定為FF、FS、SF、SS四個工藝角器 件，這四個MOS晶體管的Vth、Idsat、Idlin、Ij、Cj值分別等于所得FF、FS、SF、SS四個工 藝角的器件目標(biāo)特性值，然后對這四個MOS晶體管進行詳細的測試，也就得到了 FF、FS、SF、 SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)。S24，選取標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡中的適用參數(shù)進行調(diào)整來擬合FF、FS、SF、SS四個工藝 角器件的模型測試數(shù)據(jù)。其中，選取PSP模型卡的適用參數(shù)的原則，是適用于調(diào)整某一特性(例如Vth)的 參數(shù)只影響這一特性，對其他的電學(xué)特性影響越小越好，因此選取的適用參數(shù)分別為柵氧 厚度toxo、交疊區(qū)柵氧厚度toxovo、參考溫度下基準(zhǔn)平帶電壓vfbo、基準(zhǔn)平帶電壓柵極長 度調(diào)制系數(shù)Vfbl、基準(zhǔn)平帶電壓柵極寬度調(diào)制系數(shù)Vfbw、基準(zhǔn)平帶電壓柵極面積調(diào)制系數(shù) vfblw、實際柵極長度與版圖柵極長度之間的偏差lvaro、源漏去橫向擴散引起的實際溝道 減少長度lap、至溝道停止離子注入引起的橫向擴散導(dǎo)致的實際溝道減少寬度wot、零電場 強度下遷移率uo、零偏壓下源漏PN結(jié)底部面單位電容常數(shù)c jorbot、零偏壓下源-體PN結(jié) STI邊界線單位電容參數(shù)cjorsti、零偏壓下源-體PN結(jié)柵邊界線單位電容參數(shù)cjorgat、 源-體PN結(jié)底部飽和電流密度idsatrbot。上述14個PSP模型參數(shù)作為工藝角(Corner) 模型參數(shù)進行MOS晶體管工藝角(Corner)模型的建立與提取參數(shù)；調(diào)整所述標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的適用參數(shù)來擬合四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)時， 14個適用參數(shù)對應(yīng)的新值的獲得方式不同。由于標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的柵氧厚度toxo和交疊區(qū) 柵氧厚度toxovo的數(shù)值選取為實際工藝線MOS晶體管柵氧工藝監(jiān)控得到的柵氧厚度toxo 和交疊區(qū)柵氧厚度toxovo的數(shù)據(jù)的中間值，所以柵氧厚度toxo和交疊區(qū)柵氧厚度toxovo 的新參數(shù)值不是通過擬合得到，而是需要根據(jù)實際工藝線MOS晶體管柵氧工藝監(jiān)控數(shù)據(jù)獲 得，處于FF臨界點時，柵氧厚度toxo和交疊區(qū)柵氧厚度toxovo的數(shù)值為實際工藝線MOS 晶體管柵氧工藝監(jiān)控到的最小值，處于SS臨界點時則為實際工藝線MOS晶體管柵氧工藝監(jiān) 控到的最大值；參考溫度下基準(zhǔn)平帶電壓vfbo、基準(zhǔn)平帶電壓柵極長度調(diào)制系數(shù)vfbl、基 準(zhǔn)平帶電壓柵極寬度調(diào)制系數(shù)vfbw、基準(zhǔn)平帶電壓柵極面積調(diào)制系數(shù)vfblw的數(shù)值是通過 調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡對應(yīng)的vfbo、vfbw, vfbl、vfblw四個參數(shù)擬合FF、FS、SF、SS四個工 藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)中的閾值電壓Vth得到；實際柵極長度與版圖柵極長度之間的偏 差lvaro、源漏去橫向擴散引起的實際溝道減少長度lap、至溝道停止離子注入引起的橫向 擴散導(dǎo)致的實際溝道減少寬度wot、零電場強度下遷移率uo的數(shù)值是通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)PSP模 型卡對應(yīng)的lvar0、lap、W0t、u0四個參數(shù)擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù) 據(jù)中的飽和電流Idsat、線性區(qū)電流Idlin得到；零偏壓下源漏PN結(jié)底部面單位電容常數(shù) cjorbot、零偏壓下源-體PN結(jié)STI邊界線單位電容參數(shù)cjorsti、零偏壓下源-體PN結(jié) 柵邊界線單位電容參數(shù)cjorgat、源-體PN結(jié)底部飽和電流密度idsatrbot的數(shù)值是通過 調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的cjorbot、cjorsti、cjorgat、idsatrbot四個參數(shù)擬合FF、 FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)中的源漏PN結(jié)I j、Cj得到。S25，記錄下擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后所述適用參數(shù)發(fā)生的偏移量。擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后，標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的14 個適用參數(shù)所發(fā)生的偏移量用相應(yīng)的變量表示，分別為tOXO_COrner、toxovo_corner, vfbo_corner> vfbl_corner> vfbw_corner> vfblw_corner> lvaro_corner> lap—corner、 Wot—corner、uo_corner>cjorbot_corner>cjorsti_corner>cjorgat_corner>idsatrbot— corner。其中，柵氧厚度toxo的偏移量toxo_corner和交疊區(qū)柵氧厚度toxovo的偏移量 toxovo_corner需要根據(jù)實際工藝線MOS晶體管柵氧工藝監(jiān)控數(shù)據(jù)獲得，即在SM步驟中 得到對應(yīng)柵氧厚度toxo和交疊區(qū)柵氧厚度toxovo新的參數(shù)值同時，就可以獲得柵氧厚度 toxo的偏移量toxo_corner和交疊區(qū)柵氧厚度toxovo的偏移量toxovo_corner。通常偏 移量toxo_corner等于對應(yīng)的柵氧厚度toxo的監(jiān)控偏差，偏移量toxovo_corner等于對應(yīng) 的交疊區(qū)柵氧厚度toxovo的監(jiān)控偏差。S26，將所述適用參數(shù)對應(yīng)的偏移量與標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡結(jié)合，得到工藝角PSP模型 卡。將各個所述適用參數(shù)對應(yīng)的偏移量與標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡結(jié)合是通過將標(biāo)準(zhǔn)PSP模型 卡的該適用參數(shù)的數(shù)值與擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后該適用參 數(shù)對應(yīng)的偏移量相加來實現(xiàn)的。也就是說，所述工藝角PSP模型卡的各個適用參數(shù)的數(shù)值， 分別對應(yīng)等于標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的該適用參數(shù)的數(shù)值與擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件 的模型測試數(shù)據(jù)后該適用參數(shù)對應(yīng)的偏移量之和，例如工藝角PSP模型卡的vfbw的數(shù)值就 等于標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的vfbw的數(shù)值與偏移量vfbW_COrner之和。綜上所述，本發(fā)明在PSP模型的基礎(chǔ)上，依據(jù)收集到的被模擬MOS晶體管工藝線器 件特性的統(tǒng)計信息，選取PSP模型的14個參數(shù)，最終得到了 MOS晶體管工藝角PSP模型卡。 這種基于PSP模型的MOS晶體管工藝角PSP模型是應(yīng)用于MOS晶體管SPICE仿真模型的一 種新模型，該模型對于所仿真的MOS晶體管處于四個工藝角時的仿真數(shù)據(jù)與工藝線的實際 工藝角測量數(shù)據(jù)一致。因此這種新的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，可以快速 地獲得具有較好的仿真與測試結(jié)果擬合性的MOS晶體管工藝角SPICE模型，大大提高了使 用該工藝線MOS晶體管器件組成的集成電路的成品率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神 和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，包括收集被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息；根據(jù)所述統(tǒng)計信息得到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡；根據(jù)所述統(tǒng)計信息得到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)；選取標(biāo)準(zhǔn)PSP 模型卡中的適用參數(shù)進行調(diào)整來擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)；記錄下擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后所述適用參數(shù)發(fā)生的偏移量；將所述適用參數(shù)發(fā)生的偏移量與標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡結(jié)合，得到工藝角PSP模型卡。
2.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，所述被 模擬MOS晶體管工藝線器件特性，包括閾值電壓、飽和電流、線性區(qū)電流、源漏PN結(jié)飽和電 流、源漏PN結(jié)電容。
3.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，F(xiàn)F對 應(yīng)NMOS、PMOS晶體管飽和電流同為所述工藝線MOS晶體管的出品最大值、閾值電壓同為所 述工藝線MOS晶體管的出品最小值，F(xiàn)S對應(yīng)NMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體 管的出品最大值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值，PMOS晶體管飽和電流 為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最大值； SF對應(yīng)NMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電壓為所述工 藝線MOS晶體管的出品最大值，PMOS晶體管飽和電流為所述工藝線MOS晶體管的出品最大 值、閾值電壓為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值；SS對應(yīng)NMOS晶體管、PMOS晶體管飽 和電流同為所述工藝線MOS晶體管的出品最小值、閾值電壓同為所述工藝線MOS晶體管的 出品最大值。
4.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，所述得 到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的步驟包括根據(jù)所述被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息確定標(biāo)準(zhǔn)器件的目標(biāo)特性值， 所述標(biāo)準(zhǔn)器件的目標(biāo)特性值包括閾值電壓、飽和電流、線性區(qū)電流、源漏PN結(jié)飽和電流、源 漏PN結(jié)電容的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)值；根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)器件的目標(biāo)特性值確定標(biāo)準(zhǔn)器件并測試，得到標(biāo)準(zhǔn)器件的模型測試數(shù)據(jù)；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器件的模型測試數(shù)據(jù)提取得到標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡。
5.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，所述得 到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)的步驟包括根據(jù)所述被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息確定被模擬MOS晶體管的FF、 FS、SF、SS四個工藝角的器件目標(biāo)特性值，即所述MOS晶體管的FF、FS、SF、SS四個工藝角分 別對應(yīng)的閾值電壓、飽和電流、線性區(qū)電流、源漏PN結(jié)飽和電流、源漏PN結(jié)電容的目標(biāo)值；根據(jù)所述四個工藝角的器件目標(biāo)特性值確定FF、FS、SF、SS四個工藝角器件并測試，得 到FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，所述 適用參數(shù)包括柵氧厚度、交疊區(qū)柵氧厚度、參考溫度下基準(zhǔn)平帶電壓、基準(zhǔn)平帶電壓柵極 長度調(diào)制系數(shù)、基準(zhǔn)平帶電壓柵極寬度調(diào)制系數(shù)、基準(zhǔn)平帶電壓柵極面積調(diào)制系數(shù)、實際柵極長度與版圖柵極長度之間的偏差、源漏去橫向擴散引起的實際溝道減少長度、至溝道停 止離子注入引起的橫向擴散導(dǎo)致的實際溝道減少寬度、零電場強度下遷移率、零偏壓下源 漏PN結(jié)底部面單位電容常數(shù)、零偏壓下源-體PN結(jié)STI邊界線單位電容參數(shù)、零偏壓下 源-體PN結(jié)柵邊界線單位電容參數(shù)、源-體PN結(jié)底部飽和電流密度。
7.如權(quán)利要求6所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，所述擬 合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)時，柵氧厚度和交疊區(qū)柵氧厚度的數(shù)值需 要根據(jù)實際工藝線MOS晶體管柵氧工藝監(jiān)控數(shù)據(jù)獲得。
8.如權(quán)利要求6所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，所述 擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)時，參考溫度下基準(zhǔn)平帶電壓、基準(zhǔn)平 帶電壓柵極長度調(diào)制系數(shù)、基準(zhǔn)平帶電壓柵極寬度調(diào)制系數(shù)、基準(zhǔn)平帶電壓柵極面積調(diào)制 系數(shù)的數(shù)值是通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器件PSP模型卡對應(yīng)的該4個適用參數(shù)擬合FF、FS、SF、SS四 個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)中的閾值電壓得到；實際柵極長度與版圖柵極長度之間的偏 差、源漏去橫向擴散引起的實際溝道減少長度、至溝道停止離子注入引起的橫向擴散導(dǎo)致 的實際溝道減少寬度、零電場強度下遷移率的數(shù)值是通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器件PSP模型卡對應(yīng)的 該4個適用參數(shù)擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)中的飽和電流、線性區(qū) 電流得到；零偏壓下源漏PN結(jié)底部面單位電容常數(shù)、零偏壓下源-體PN結(jié)STI邊界線單位 電容參數(shù)、零偏壓下源-體PN結(jié)柵邊界線單位電容參數(shù)、源-體PN結(jié)底部飽和電流密度的 數(shù)值是通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器件PSP模型卡對應(yīng)的該4個適用參數(shù)擬合FF、FS、SF、SS四個工藝 角器件的模型測試數(shù)據(jù)中的源漏PN結(jié)飽和電流、源漏PN結(jié)電容得到。
9.如權(quán)利要求6所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，擬合 FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后，柵氧厚度的偏移量和交疊區(qū)柵氧厚度的 偏移量需要根據(jù)實際工藝線MOS晶體管柵氧工藝監(jiān)控獲得。
10.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，其特征在于，所述 工藝角PSP模型卡中，各個適用參數(shù)的數(shù)值分別對應(yīng)等于標(biāo)準(zhǔn)PSP模型卡的該適用參數(shù)的 數(shù)值與擬合FF、FS、SF、SS四個工藝角器件的模型測試數(shù)據(jù)后該適用參數(shù)對應(yīng)的偏移量之 和。
全文摘要
本發(fā)明提供一種MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，該方法依據(jù)收集到的被模擬MOS晶體管工藝線器件特性的統(tǒng)計信息，選取PSP模型的14個參數(shù)，最終得到了MOS晶體管工藝角PSP模型卡。這種基于PSP模型的MOS晶體管工藝角PSP模型是應(yīng)用于MOS晶體管SPICE仿真模型的一種新模型，這種新的MOS晶體管工藝角SPICE模型的建模方法，可以快速地獲得具有較好的仿真與測試結(jié)果擬合性的MOS晶體管工藝角SPICE模型，大大提高了使用該工藝線MOS晶體管器件組成的集成電路的成品率。
文檔編號G06F17/50GK102081686SQ20101060054
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者任錚, 周偉, 唐逸, 彭興偉, 胡少堅 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司