CN101666613A - 萃取电阻模型长度偏差值的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电阻建模中萃取电阻模型长度偏差值的方法，包括以下步骤：将多个电阻被测器件置于相同的温度中，依次用强度不同的多个电场分别加在这些电阻被测器件上，这些电阻被测器件是利用相同工艺制造出，理想宽度相同，理想长度不同；测量流经不同电阻被测器件的电流，计算不同电阻被测器件的电阻值；以及分别拟合相同强度电场下电阻模型的理想长度与电阻值的关系曲线，不同强度电场的曲线交点的横坐标即为电阻模型的长度偏差值。本发明提供了一种全新的通过拟合曲线的方式来萃取电阻建模的长度偏差值，萃取方式简单可行，萃取得到的长度偏差值加入到模拟过程的参数设置中，使得模拟结果更为精确可信。

Description

萃取电阻模型长度偏差值的方法

技术领域

本发明涉及一种电阻模型参数的萃取方法，更涉及一种电阻模型尺寸偏差值的萃取方法。

背景技术

当前半导体行业中，利用建模仿真技术对半导体器件和电路的性能进行研究越来越被业界人士重视。建模仿真技术中，一般会在相应的软件程序中建立一个电阻模型，输入电阻模型的相关参数，这些参数用于后续模拟该种电阻在各种环境参数中的性能。

图1所示为需要模拟的电阻模型结构示意图。

理想电阻(图1中虚线所示)具有理想长度L_draw、理想宽度W_draw，所谓的理想长度L_draw为制造该电阻之前所预期的电阻长度，同样的，理想宽度W_draw为制造该电阻模型之前所预期的电阻宽度。然而在经过半导体制造工艺之后的电阻模型中，由于在曝光等工艺过程中的误差，电阻101与理想电阻的尺寸存在一定的误差。

由于尺寸误差的存在，模拟电阻101时，电阻的有效长度L_eff可以表示为以下公式：

L_eff＝L_draw-ΔL+L_{wl_eff}(1)

其中，L_eff为电阻101的有效长度；ΔL为电阻的长度偏差值；L_{wl_eff}为模拟时的经验系数，在缺省情况下为0。

随着模拟技术越来越精确，些微的误差都会引起模拟结果偏离实际情况，因此，在模拟过程中考虑长度偏差值对于模拟结果的准确性越来越重要，而由于电阻模型长度偏差值及其微小，简单的测量手段无法准确测量，如何萃取电阻模型长度偏差值也越来越被业界人士所重视。

发明内容

本发明提出一种通过拟合曲线的方式来萃取电阻模型的长度偏差值，能够解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明提出一种萃取电阻模型长度偏差值的方法，包括以下步骤：

将多个电阻被测器件置于相同的温度中，依次用强度不同的多个电场分别加在这些电阻被测器件上，这些电阻被测器件是利用相同工艺制造出，理想宽度相同，理想长度不同；

测量流经不同电阻被测器件的电流，计算不同电阻被测器件的电阻值；以及

分别拟合相同强度电场下电阻被测器件的理想长度与电阻值的关系曲线，不同强度电场的曲线交点的横坐标即为电阻模型长度偏差值。

可选的，其中电阻被测器件的个数至少为2个。

可选的，其中加在这些电阻被测器件上的电场强度至少为2种。

可选的，其中依次用强度不同的多个电场分别加在这些电阻模型上的步骤中，是根据公式E＝V/L，通过改变加在这些电阻模型上的电压值来改变这些电场的强度。

可选的，根据下列公式计算电阻值：

$R=\frac{R_{\mathrm{end}0}}{W_{\mathrm{eff}}}+R_{\mathrm{sh}}\left(\frac{L_{\mathrm{draw}}-\mathrm{\ΔL}}{W_{\mathrm{eff}}}\right)*V_{\mathrm{eff}}*T_{\mathrm{eff}},$

其中R_end0为电阻模型的寄生电阻，W_eff为电阻模型的有效宽度，R_sh为电阻模型的方块电阻值，L_draw为电阻模型的理想长度，ΔL为电阻模型的长度偏差值，V_eff为电阻模型的电压效应系数，T_eff为电阻模型的温度效应系数，其中上述的曲线交点的纵坐标为R_end0/W_eff。

本发明提供了一种全新的通过拟合曲线的方式来萃取电阻模型的长度偏差值，萃取方式简单可行，萃取得到的长度偏差值加入模拟过程的参数设置，使得模拟结果更为精确可信。

附图说明

图1所示为需要模拟的电阻模型结构示意图；

图2所示为目前萃取电阻模型长度偏差值方法的步骤流程图；

图3所示为步骤S204中在不同的电场E1、E2中不同电阻模型理想长度与电阻值的关系曲线图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

由图1所示内容出发，电阻模型101的有效长度为L_eff，有效宽度为W_eff，则电阻模型101的电阻值R的公式为：

$R=\frac{R_{\mathrm{end}0}}{W_{\mathrm{eff}}}+R_{\mathrm{sh}}\left(\frac{L_{\mathrm{eff}}}{W_{\mathrm{eff}}}\right)*V_{\mathrm{eff}}*T_{\mathrm{eff}}---\left(2\right)$

其中，R_end0为电阻模型101以各种方式连接导线102所产生的寄生电阻，R_sh为电阻模型的方块电阻值，V_eff为电阻模型101上加电压后的电压效应系数，T_eff为电阻模型所处温度中的温度效应系数。

本实施例是采用在实验中萃取出电阻模型长度偏差值。如图2所示，本实施例的方法主要包括以下步骤：

S201：取利用相同工艺制造出多个电阻被测器件，这些电阻被测器件的理想宽度W_draw相同，理想长度L_draw不同；

电阻模型的理想长度例如分别是L_draw1、L_draw2、L_draw3、......，尽量多不同理想长度的电阻被测器件能够使得萃取结果更加精确，本实施例并不限制电阻模型的个数必须为3个，电阻模型的个数只需大于2个，能够拟合出电阻值随理想长度的变化曲线即可。

S203：将这些电阻模型置于相同的温度中，分别给这些电阻模型依次加上强度不同的恒定电场E；

由于电阻模型内的电场E可以表示为V/L，电场强度例如是E1＝2v/20u，E2＝1v/20u，即根据不同理想长度L_draw的电阻被测器件，等比例改变加在电阻被测器件上的电压值V就能够保持电阻模型所处的电场E恒定不变。根据测量的需要，也可以加上更多的电场强度，本发明并不以两种强度的电场为限。

S203：测量流经不同电阻被测器件的电流，计算得到不同电阻被测器件的电阻值R；

对于电阻被测器件来说，电阻值R可以表示为V/I，在已知步骤S202中的电压值V以及步骤S203中的电流值I的情况下，电阻值R可以轻易地测量得出。

S204：分别拟合相同强度电场下电阻被测器件的理想长度L_draw与电阻值R的关系曲线。

图3所示为不同电阻被测器件在不同的电场E1、E2中理想长度与电阻值的关系曲线图。

理想长度分别为L_draw1、L_draw2、L_draw3的电阻被测器件在电场E1中的电阻值分别为R₁₁、R₁₂、R₁₃，在电场E2中的电阻值分别为R₂₁、R₂₂、R₂₃，根据不同的理想长度以及对应的电阻值，能够拟合出如图3所示的关系曲线。

将公式(1)代入公式(2)中得到：

$R=\frac{R_{\mathrm{end}0}}{W_{\mathrm{eff}}}+R_{\mathrm{sh}}\left(\frac{L_{\mathrm{draw}}-\mathrm{\ΔL}}{W_{\mathrm{eff}}}\right)*V_{\mathrm{eff}}*T_{\mathrm{eff}}---\left(3\right)$

由公式(3)可以看出，其他条件不变，当L_draw＝ΔL时，

而在利用相同的工艺制造出的不同电阻模型中，R_end0、W_eff基本相同。因此在图3中，不同电场下曲线的交点A的横坐标即为L_draw＝ΔL，纵坐标为

至此，电阻模型长度偏差值ΔL被萃取得到。

长度偏差值ΔL表达了电阻在实际工艺中所产生的尺寸误差，将其加入到模拟过程的参数设置，能够使得模拟结果更为精确可信。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (5)

1.一种电阻建模中萃取电阻模型长度偏差值的方法，其特征是，包括以下步骤：

将多个电阻被测器件置于相同的温度中，依次用强度不同的多个电场分别加在这些电阻被测器件上，这些电阻被测器件是利用相同工艺制造出，理想宽度相同，理想长度不同；

测量流经不同电阻被测器件的电流，计算不同电阻被测器件的电阻值；以及

分别拟合相同强度电场下电阻被测器件的理想长度与电阻值的关系曲线，不同强度电场的曲线交点的横坐标即为电阻模型长度偏差值。

2.根据权利要求1所述的萃取电阻模型长度偏差值的方法，其特征是，其中电阻被测器件的个数至少为2个。

3.根据权利要求1所述的萃取电阻模型长度偏差值的方法，其特征是，其中加在这些电阻被测器件上的电场强度至少为2种。

4.根据权利要求1所述的萃取电阻模型长度偏差值的方法，其特征是，其中依次用强度不同的多个电场分别加在这些电阻被测器件上的步骤中，是根据公式E＝V/L_draw，通过改变加在这些电阻模型上的电压值来改变这些电场的强度，

其中E为电场强度，V为加在这些电阻被测器件上的电压值，L_draw为这些电阻被测器件的理想长度。

5.根据权利要求1所述的萃取电阻模型长度偏差值的方法，其特征是，根据下列公式计算电阻值：

$R=\frac{R_{\mathrm{end}0}}{W_{\mathrm{eff}}}+R_{\mathrm{sh}}\left(\frac{L_{\mathrm{draw}}-\mathrm{\ΔL}}{W_{\mathrm{eff}}}\right)*V_{\mathrm{eff}}*T_{\mathrm{eff}},$

其中R_end0为电阻模型的寄生电阻，W_eff为电阻模型的有效宽度，R_sh为电阻模型的方块电阻值，L_draw为电阻模型的理想长度，ΔL为电阻模型的长度偏差值，V_eff为电阻模型的电压效应系数，T_eff为电阻模型的温度效应系数，其中上述不同强度电场的曲线交点的纵坐标为R_end0/W_eff。

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