CN110728110A - 一种提高mos器件模型精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高MOS器件的模型精度的方法，所述方法包括以下步骤：提供若干待测MOS器件，并收集若干所述待测MOS器件的实测参数数据，所述MOS器件包括具有深N阱的MOS晶体管；采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据；通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数；以及根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型。本发明通过上述步骤得到补偿参数并将其补入至MOS器件模型中，从而提高模型精度，减小电路仿真和实际设计应用之间存在偏差。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路技术领域，特别涉及一种提高MOS(Metal OxideSemiconductor，金属氧化物半导体)器件模型精度的方法。
背景技术
MOS晶体管是半导体集成电路中一种重要的半导体器件，在集成电路工艺领域中被广泛的应用。而在半导体工艺技术中，电路设计者通过在特定仿真器中使用模型来进行电路仿真，从而选择相应的器件和进行功能设计。尤其是在模拟电路中，模型在各方面的精准性更加决定性地左右着电路最终的性能。所以，对于MOS器件在模拟电路中的模型的要求尤其高。
图1a为不具有深N阱的MOS晶体管。图1b为具有深N阱的MOS晶体管。如图1a和图1b所示，通常的MOS晶体管包括具有深N阱(Deep N-Well，DNW)21的MOS晶体管20和不具有深N阱(Deep N-Well，DNW)的MOS晶体管10，在根据现有技术的MOS器件模拟应用模型中，这两种MOS晶体管共享相同的核心模型，但是，DNW对沟道的掺杂有影响，阈值电压可能发生变化，具体如图2所示，具有DNW的MOS晶体管的模型精度不够准确，即具有DNW的MOS晶体管的模型存在精度较低的问题，使得电路仿真和实际设计应用之间存在偏差，造成电路仿真不准确。
发明内容
本发明提供一种提高MOS器件模型精度的方法，可提高模型精度，减小电路仿真和实际设计应用之间存在偏差。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高MOS器件模型精度的方法，所述方法包括以下步骤：
提供若干待测MOS器件，并收集若干所述待测MOS器件的实测参数数据，所述MOS器件包括具有深N阱的MOS晶体管；
采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据；
通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数；以及
根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型。
可选的，所述实测参数数据包括MOS器件的阈值电压、沟道宽度、沟道长度、线性区域、饱和区域及漏电区。
进一步的，每个所述待测MOS器件相同。
更进一步的，所述MOS器件还包括不具有深N阱的MOS晶体管，还收集了所述具有深N阱的MOS晶体管的实测参数数据。
更进一步的，采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据具体为采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的阈值电压的仿真数据。
更进一步的，通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数具体为通过阈值电压实测值与仿真数据得到阈值电压的补偿数据。
更进一步的，根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型包括将具有DNW的MOS晶体管的补偿参数数据补入所述MOS器件模型中。
与现有技术相比存在以下有益效果：
本发明提供一种提高MOS器件的模型精度的方法，所述方法包括以下步骤：提供若干待测MOS器件，并收集若干所述待测MOS器件的实测参数数据，所述MOS器件包括具有深N阱的MOS晶体管；采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据；通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数；以及根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型。本发明通过上述步骤得到补偿参数并将其补入至MOS器件模型中，从而提高模型精度，减小电路仿真和实际设计应用之间存在偏差。
附图说明
图1a-1b为两种MOS晶体管的结构示意图；
图2为在HVPMOS中with DNW and without DNW MOS晶体管的阈值电压的实测值的离散示意图；
图3为本发明一实施例的提高MOS器件模型精度的方法的流程图；
图4为本发明一实施例的MOS晶体管的阈值电压的实测值与模拟值的离散示意图。
附图标记说明：
10-不具有深N阱的MOS晶体管；20-具有深N阱的MOS晶体管；21-深N阱。
具体实施方式
如背景技术所述，具有DNW的MOS晶体管的模型存在精度较低的问题。图2为在HVPMOS中with DNW and without DNW MOS晶体管的阈值电压的实测值的离散示意图。图2示出了在HVPMOS中，具有DNW的MOS晶体管Wi与不具有DNW的MOS晶体管Wo这两种MOS晶体管的阈值电压的实测值，其中，MOS晶体管的沟道宽度例如为10μm，图中的X坐标为沟道长度(μm)，Y坐标为MOS晶体管的阈值电压(Vt)。这两种MOS晶体管的离散图不重合，具体的例如，当沟道长度L＝0.55μm时，具有DNW的MOS晶体管Wi的阈值电压Vt大概为-0.66V，不具有DNW的MOS晶体管Wo的阈值电压Vt大概为-0.620V，二者之间存在一定的误差。
发明人研究发现，不具有DNW的MOS晶体管Wo的阈值电压Vt与模型的模拟值差异较小，几乎可以忽略，而具有DNW的MOS晶体管Wi的阈值电压Vt与其模型存在了偏差，而造成此偏差的原因，研究分析时发现具有DNW的MOS晶体管Wi的沟道掺杂，使得DNW对沟槽掺杂可能具有印象，使得Wi的阈值电压发生变化。
基于上述分析，本发明提供一种提高MOS器件的模型精度的方法，所述方法包括以下步骤：提供若干待测MOS器件，并收集若干所述待测MOS器件的实测参数数据，所述MOS器件包括具有深N阱的MOS晶体管；采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据；通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数；以及根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型。本发明通过上述步骤得到补偿参数并将其补入至MOS器件模型中，从而提高模型精度，减小电路仿真和实际设计应用之间存在偏差。
以下将对本发明的一种提高MOS器件模型精度的方法作进一步的详细描述。下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本实施例所提供的一种提高MOS器件模型精度的方法，图3为本实施例的提高MOS器件的模型精度的方法的流程图。如图3所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S10：提供若干待测MOS器件，并收集若干所述待测MOS器件的实测参数数据，所述MOS器件包括具有深N阱的MOS晶体管；
步骤S20：采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据；
步骤S30：通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数；以及
步骤S40：根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型。
下面结合图1a-4对本实施例所公开的一种提高MOS器件模型精度的方法进行更详细的介绍。
首先执行步骤S10，提供若干待测MOS器件，收集若干所述待测MOS器件中的MOS晶体管的实测参数数据，所述MOS晶体管包括具有深N阱的MOS晶体管，使得本步骤收集了若干具有深N阱的MOS晶体管的实测参数数据，以得到实测参数数据集合。所述实测参数数据例如是包括MOS器件的阈值电压、沟道宽度、沟道长度等。所述待测MOS器件的数量可以为1个、2个或者多个。优选的，每个所述待测MOS器件相同，使得收集到的实测参数数据中各实测参数数据相近。
本实施例中，收集所述待测MOS器件的实测阈值电压数据。另外，所述实测参数数据集合可以经过进一步处理，例如是形成函数，或者求平均值等。求平均值的方法例如为固定其他参数(例如沟道宽度、沟道长度固定)时，求阈值电压的平均值。
所述MOS器件还包括不具有深N阱的MOS晶体管，还可以收集若干具有深N阱的MOS晶体管的实测参数数据，以在后续模型模拟时确认其模拟值与实测值之间是否存在差异。
接着执行步骤S20，采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据。
在本实施例中例如是对所述MOS器件的阈值电压进行模拟仿真，以得到所述MOS器件中MOS晶体管的阈值电压的仿真数据。
接着执行步骤30，通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数。
具体的，例如是通过阈值电压实测值与仿真数据得到阈值电压的补偿数据。所述补偿数据可以是一个函数，也可以是各固定点补偿值集合。也就是说，当在其他参数(沟道宽度、沟道长度)的数据固定时，该补偿数据固定取值，当其他参数(沟道宽度、沟道长度)的数据发生变化时，该补偿数量有可能随之发生变化得到的各补偿值的集合，其中，所述补偿数据例如为实测参数数据与和仿真参数数据的差值。如图1所示，当沟道长度L＝0.55μm时，具有DNW的MOS晶体管Wi的实测阈值电压Vt大概为-0.66V，不具有DNW的MOS晶体管Wo的实测阈值电压Vt大概为-0.620V，而不具有DNW的MOS晶体管Wo的实测阈值电压Vt与模型模拟值差异较小几乎可以忽略，此时，在沟道长度L＝0.55μm时，具有DNW的MOS晶体管Wi的补偿数据例如是具有DNW的MOS晶体管Wi的实测阈值电压与不具有DNW的MOS晶体管Wo的实测阈值电压的差值-0.04V。
接着执行步骤40，根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型。
具体的，将具有DNW的MOS晶体管的补偿参数数据补入所述MOS器件模型，以得到可以提高模型精度，减小电路仿真和实际设计应用之间存在偏差的模型。
以下作为示例：
首先将具有DNW的MOS晶体管的所述补偿参数数据补入MOS器件模型中具有DNW的MOS模型中，并形成具有的物理几何参数如下：
subckt：pchh-dnw d g s b w＝10l＝10nf＝1
……
xmxckt d g s b pchh l＝l w＝w nf＝nf
……
+delvt＝-0.04
.end pchh-dnw
而不具有DNW的MOS晶体管的物理几何参数中设定+delvt＝0，使得具有DNW的MOS晶体管时模型调用具有DNW的MOS晶体管的所述补偿参数数据，替换不具有DNW的MOS晶体管物理几何参数。在本实施例中，所述不具有DNW的MOS晶体管的具体的物理几何参数如下：
.subckt pchh d g s b w＝10u l＝10u nf＝1
.param
......
+cgoph_eff＝'cgoph'
+delvt＝0
mxckt d g s b pchh_model l＝l w＝w nf＝nf
.model pchh_model.0pmos level＝54
......
+vth0＝'-0.5+dvthph_eff+delvt'
+lvth0＝'3e-9+dlvthph_eff'
......
.ends。
如图4所示，图4示出了在HVPMOS中，采用了上述的物理几何参数得到的具有DNW的MOS晶体管Wi-仿真值以及实测的Wi-实测值，以及采用了上述的物理几何参数得到的不具有DNW的MOS晶体管Wo-仿真值和实测的Wo-实测值，其中，MOS晶体管的沟道宽度例如为10μm，图中的X坐标为沟道长度(μm)，Y坐标为MOS晶体管的阈值电压(Vt)。这两种MOS晶体管的离散图不重合，具体的例如，当沟道长度L＝0.55μm时，不具有DNW的MOS晶体管Wo-仿真值和Wo-实测值基本上均匀0.66μm，二者的差异很小几乎可以忽略，同样的，不具有DNW的MOS晶体管Wi-仿真值和Wi-实测值基本上均匀0.62μm，二者的差异很小几乎可以忽略。
综上所述，本发明提供一种提高MOS器件的模型精度的方法，所述方法包括以下步骤：提供若干待测MOS器件，并收集若干所述待测MOS器件的实测参数数据，所述MOS器件包括具有深N阱的MOS晶体管；采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据；通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数；以及根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型。本发明通过上述步骤得到补偿参数并将其补入至MOS器件模型中，从而提高模型精度，减小电路仿真和实际设计应用之间存在偏差。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”等的描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种提高MOS器件模型精度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供若干待测MOS器件，并收集若干所述待测MOS器件的实测参数数据，所述MOS器件包括具有深N阱的MOS晶体管；
采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据；
通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数；以及
根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实测参数数据包括MOS器件的阈值电压、沟道宽度、沟道长度、线性区域、饱和区域及漏电区。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个所述待测MOS器件相同。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MOS器件还包括不具有深N阱的MOS晶体管，还收集了所述具有深N阱的MOS晶体管的实测参数数据。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的仿真参数数据具体为采用MOS器件模型模拟出所述MOS器件的阈值电压的仿真数据。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述实测参数数据和仿真参数数据得到补偿参数具体为通过阈值电压实测值与仿真数据得到阈值电压的补偿数据。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述补偿参数数据补入所述MOS器件模型包括将具有DNW的MOS晶体管的补偿参数数据补入所述MOS器件模型中。
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