CN106777546A - 一种考虑版图环境的电阻模型提取方法及系统 - Google Patents

一种考虑版图环境的电阻模型提取方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种考虑版图环境的电阻模型提取方法及系统，该方法包括如下步骤：设计不同周围环境下的电阻器件结构；测量电阻器件的在不同的电压时的电流数据；建立基本电阻模型，获取电阻模型参数；调整基本电阻模型中的参数，进行曲线拟合；于拟合结果满足要求时，建立及修改与周围环境相关的电阻模型；调整与周围环境相关的电阻模型中与周围环境相关的参数，进行曲线拟合，通过本发明，可以更加准确表征电阻在不同周围环境下的特性，建立更为精准且实用性更广的电阻模型。

Description

一种考虑版图环境的电阻模型提取方法及系统
技术领域
本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种考虑版图环境的电阻模型提取方法及系统。
背景技术
随着半导体制造技术的不断进步，CMOS工艺器件制造工艺已经发展到了纳米级，目前最小尺寸已经缩减到20纳米，而且10纳米的研发已经提上日程。随着制造技术的发展，器件的电学特性不再只受它自身的一些物理参数影响，其周围的器件环境也对器件自身的电学特性影响越来越大。对于电阻模型而言，其器件的周围环境从版图上来看就是不同dummy的距离及密度的关系。在先进工艺里面，电阻不同的周围环境，使其对电阻本体器件有不同的影响，从而造成对电阻的特性影响不同。
电阻是逻辑及模拟电路中的重要无源器件。当设计者在设计时考虑电阻在不同的周边环境下的器件性能，对其设计时也是很大帮助的，所以引入一个精确的电阻模型对于电路设计工程师来说，越来越重要了。在旧有的电阻模型里，现有的电阻模型架构一般采用如下公式：
R＝RSh*f(w，l，V，T)
其中，RSh，w，l，V，T分别为方块电阻、电阻的宽度、长度、电压、温度。d1、dw为与器件尺寸相关的因子，VC1，VC2为电压系数，TC1，TC2为温度系数。
可见，该电阻模型仅与尺寸、电压、温度相关，没有考虑周围环境(dummy)对电阻模型的影响，而在实际工艺里面，不同的周围环境对电阻的影响是有差别的，(比如不同周边环境，使得器件的吸热效果不同，从而对其器件内部的晶体结构及工艺里面的CD影响不同)，这就导致了与实际电阻使用情况时出现一定的偏差。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种考虑版图环境的电阻模型提取方法及系统，其在原有仅与尺寸、电压相关的电阻模型的基础上，增加了与周围环境(dummy)相关的函数，就可以更加准确表征电阻在不同周围环境下的特性，建立更为精准且实用性更广的电阻模型。
为达上述及其它目的，本发明提出一种考虑版图环境的电阻模型提取方法，包括如下步骤：
步骤一，设计不同周围环境下的电阻器件结构；
步骤二，测量电阻器件的在不同的电压时的电流数据；
步骤三，建立基本电阻模型，获取电阻模型参数；
步骤四，调整基本电阻模型中的参数，进行曲线拟合；
步骤五，于拟合结果满足要求时，建立及修改与周围环境相关的电阻模型；
步骤六，调整与周围环境相关的电阻模型中与周围环境相关的参数，进行曲线拟合。
进一步地，于步骤四中，调整基本电阻模型中的尺寸/电压/温度相关的数据进行曲线拟合。
进一步地，于步骤四中，若拟合结果不满足要求，则返回步骤三。
进一步地，于步骤六后，还包括如下步骤：
若拟合结果满足要求，则该与周围环境相关的电阻模型进行模型验证。
进一步地，若拟合结果不满足要求，则返回步骤五。
进一步地，该与周围环境相关的电阻模型采用如下公式计算：
f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)
R＝RSh*f(w，l，V，T)*f(S，D)
其中，f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)为dummy环境模型计算公式，S为周围陪衬与电阻本体之间的距离，D为周围陪衬密度；A，α，β为系数，RSh，w，l，V，T分别为方块电阻、电阻的宽度、长度、电压、温度。
为达到上述目的，本发明还提供一种考虑版图环境的电阻模型提取系统，包括：
器件结构设计单元，用于设计不同周围环境下的电阻器件结构；
参数测量单元，用于测量电阻器件的在不同的电压时的电流数据；
第一电阻模型建立单元，用于建立基本电阻模型，获取电阻模型参数；
第一拟合单元，用于调整该基本电阻模型中的参数，进行曲线拟合；
第二电阻模型建立单元，于该第一拟合单元的拟合结果满足要求时，建立及修改与周围环境相关的电阻模型；
第二拟合单元，用于调整与周围环境相关的电阻模型中与周围环境相关的参数，进行曲线拟合。
进一步地，该与周围环境相关的电阻模型采用如下公式计算：
f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)
R＝RSh*f(w，l，V，T)*f(S，D)
其中，f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)为dummy环境模型计算公式，S为周围陪衬与电阻本体之间的距离，D为周围陪衬密度；A，α，β为系数，RSh，w，l，V，T分别为方块电阻、电阻的宽度、长度、电压、温度。
进一步地，该第一拟合单元用于调整基本电阻模型中的尺寸/电压/温度相关的数据，并进行曲线拟合。
进一步地，该系统还包括模型验证单元，以于该第二拟合单元的拟合结果满足要求时，对该与周围环境相关的电阻模型进行模型验证。
与现有技术相比，本发明一种考虑版图环境的电阻模型提取方法及系统，其在原有仅与尺寸、电压相关的电阻模型的基础上，增加了与周围环境(dummy)相关的函数，就可以更加准确表征电阻在不同周围环境下的特性，建立更为精准且实用性更广的电阻模型。
附图说明
图1为本发明一种考虑版图环境的电阻模型提取方法的步骤流程图；
图2为本发明一种考虑版图环境的电阻模型提取系统的系统架构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种考虑版图环境的电阻模型提取方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种考虑版图环境的电阻模型提取方法，包括如下步骤：
步骤101，设计不同周围环境dummy(陪衬)下的电阻器件结构，比如变换不同的dummy(陪衬)的尺寸，变化与电阻器件本身的距离。
步骤102，测量电阻器件的在不同的电压时的电流数据。
步骤103，建立基本电阻模型，获取电阻模型参数，在该模型中可以得到器件的尺寸因子，电压系数、温度系数等参数，这里需说明的是，该基本电阻模型为现有技术中的电阻模型。
步骤104，调整基本电阻模型中的尺寸/电压/温度相关的数据，并进行曲线拟合，若拟合结果满足要求，则进入步骤105，否则返回步骤103。在本发明具体实施例中，通过对测量曲线添加趋势线，使模型仿真出来的点形成的趋势线的斜率去匹配测量趋势线斜率，以达到拟合的效果，这样就得到了电阻器件的RSh，dl，dw，VC1，VC2，TC1，TC2。
步骤105，建立及修改与周围环境相关的电阻模型。该与周围环境相关的电阻模型采用如下公式计算：
f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)
R＝RSh*f(w，l，V，T)*f(S，D)
其中，f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)为dummy环境模型计算公式，S为周围陪衬与电阻本体之间的距离，D为周围陪衬密度；A，α，β为系数，RSh，w，l，V，T分别为方块电阻、电阻的宽度、长度、电压、温度。
步骤106，调整与周围环境相关的电阻模型中与dummy环境相关的参数，进行曲线拟合，若拟合结果满足要求，则进入步骤107，否则，返回步骤105。
步骤107，对该与周围环境相关的电阻模型进行模型验证，对新模型进行仿真，对模型进行连续性、稳定性验证，以保证整个模型的可使用性。
例如，为了表征不同周围环境dummy对电阻器件的影响，首先会增加设计与之相关的版图。在增加的设计版图里，要注意包括下面几点：1.画与电阻本体结构不同距离的dummy，2.电阻器件周围放不同密度的dummy。然后根据该设计版图出来的wafer进行测量，对测量数据进行分析，对于常规的电阻模型模拟好后，然后开始调整与dummy尺寸相关的函数系数。这样就可以得到与不同dummy环境相关的电阻模型，设计者就可以通过仿真该模型了解电阻在不同dummy环境下的特性情况，可以在开始设计的时候将该因素考虑进去，这样就使得该模型更能反映实际电阻特性。
图2为本发明一种考虑版图环境的电阻模型提取系统的系统架构图。如图2所示，本发明一种考虑版图环境的电阻模型提取系统，包括：器件结构设计单元201、参数测量单元202、第一电阻模型建立单元203、第一拟合单元204、第二电阻模型建立单元205、第二拟合单元206以及模型验证单元207。
其中，器件结构设计单元201，用于设计不同周围环境(dummy)下的电阻器件结构，比如变换不同的dummy的尺寸，变化与电阻器件本身的距离；参数测量单元202，用于测量电阻器件的在不同的电压时的电流数据；第一电阻模型建立单元203，用于建立基本电阻模型，获取电阻模型参数，在该模型中可以得到器件的尺寸因子，电压系数、温度系数；第一拟合单元204，用于调整基本电阻模型中的尺寸/电压/温度相关的数据，通过对测量曲线添加趋势线，使模型仿真出来的点形成的趋势线的斜率去匹配测量趋势线斜率，达到拟合的效果。这样就得到了电阻器件的RSh，dl，dw，VC1，VC2，TC1，TC2。若拟合结果满足要求，则启动第二电阻模型建立单元；第二电阻模型建立单元205，用于建立及修改与周围环境相关的电阻模型，该与周围环境相关的电阻模型采用如下公式计算：
f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)
R＝RSh*f(w，l，V，T)*f(S，D)
其中，f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)为dummy环境模型计算公式，S为周围陪衬与电阻本体之间的距离，D为周围陪衬密度；A，α，β为系数，RSh，w，l，V，T分别为方块电阻、电阻的宽度、长度、电压、温度。
第二拟合单元206，用于调整与周围环境相关的电阻模型中与dummy环境相关的参数，进行曲线拟合，若拟合结果满足要求，则启动模型验证单元207。
模型验证单元207，用于对该与周围环境相关的电阻模型进行模型验证，即，对模型进行连续性、稳定性验证，以保证整个模型的可使用性。
可见，本发明一种考虑版图环境的电阻模型提取方法及系统，其在原有仅与尺寸、电压相关的电阻模型的基础上，增加了与周围环境(dummy)相关的函数，就可以更加准确表征电阻在不同周围环境下的特性，建立更为精准且实用性更广的电阻模型。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、提高了效应模型的拟合精度。
2、可设计更合理的版图。
3、引入与周围环境(dummy)相关的函数，能更精准建模，且更好的反应电阻的实际电路中特性。
4、本发明适用于各种类型的电阻模型，例如扩散电阻、poly电阻等。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种考虑版图环境的电阻模型提取方法，包括如下步骤：
步骤一，设计不同周围环境下的电阻器件结构；
步骤二，测量电阻器件的在不同的电压时的电流数据；
步骤三，建立基本电阻模型，获取电阻模型参数；
步骤四，调整基本电阻模型中的参数，进行曲线拟合；
步骤五，于拟合结果满足要求时，建立及修改与周围环境相关的电阻模型；
步骤六，调整与周围环境相关的电阻模型中与周围环境相关的参数，进行曲线拟合。
2.如权利要求1所述的一种考虑版图环境的电阻模型提取方法，其特征在于：于步骤四中，调整基本电阻模型中的尺寸/电压/温度相关的数据进行曲线拟合。
3.如权利要求2所述的一种考虑版图环境的电阻模型提取方法，其特征在于：于步骤四中，若拟合结果不满足要求，则返回步骤三。
4.如权利要求2所述的一种考虑版图环境的电阻模型提取方法，其特征在于，于步骤六后，还包括如下步骤：
若拟合结果满足要求，则该与周围环境相关的电阻模型进行模型验证。
5.如权利要求4所述的一种考虑版图环境的电阻模型提取方法，其特征在于：若拟合结果不满足要求，则返回步骤五。
6.如权利要求2所述的一种考虑版图环境的电阻模型提取方法，其特征在于：该与周围环境相关的电阻模型采用如下公式计算：
f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)
R＝RSh*f(w，l，V，T)*f(S，D)
其中，f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)为dummy环境模型计算公式，S为周围陪衬与电阻本体之间的距离，D为周围陪衬密度；A，α，β为系数，RSh，w，l，V，T分别为方块电阻、电阻的宽度、长度、电压、温度。
7.一种考虑版图环境的电阻模型提取系统，包括：
器件结构设计单元，用于设计不同周围环境下的电阻器件结构；
参数测量单元，用于测量电阻器件的在不同的电压时的电流数据；
第一电阻模型建立单元，用于建立基本电阻模型，获取电阻模型参数；
第一拟合单元，用于调整该基本电阻模型中的参数，进行曲线拟合；
第二电阻模型建立单元，于该第一拟合单元的拟合结果满足要求时，建立及修改与周围环境相关的电阻模型；
第二拟合单元，用于调整与周围环境相关的电阻模型中与周围环境相关的参数，进行曲线拟合。
8.如权利要求7所述的一种考虑版图环境的电阻模型提取系统，其特征在于：该与周围环境相关的电阻模型采用如下公式计算：
f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)
R＝RSh*f(w，l，V，T)*f(S，D)
其中，f(S，D)＝Apwr(S，α)*pwr(D，β)为dummy环境模型计算公式，S为周围陪衬与电阻本体之间的距离，D为周围陪衬密度；A，α，β为系数，RSh，w，l，V，T介别为方块电阻、电阻的宽度、长度、电压、温度。
9.如权利要求8所述的一种考虑版图环境的电阻模型提取系统，其特征在于：该第一拟合单元用于调整基本电阻模型中的尺寸/电压/温度相关的数据，并进行曲线拟合。
10.如权利要求8所述的一种考虑版图环境的电阻模型提取系统，其特征在于：该系统还包括模型验证单元，以于该第二拟合单元的拟合结果满足要求时，对该与周围环境相关的电阻模型进行模型验证。
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