CN114091394B - Bsim-bulk模型建模方法、计算机存储介质、电子设备 - Google Patents

Bsim-bulk模型建模方法、计算机存储介质、电子设备

Info

Publication number
CN114091394B
CN114091394B CN202111470471.5A CN202111470471A CN114091394B CN 114091394 B CN114091394 B CN 114091394B CN 202111470471 A CN202111470471 A CN 202111470471A CN 114091394 B CN114091394 B CN 114091394B
Authority
CN
China
Prior art keywords
model
bsim
bulk
model parameters
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111470471.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114091394A (zh
Inventor
傅飞
余裕宁
朱能勇
刘晓明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Empyrean Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Empyrean Technology Co Ltd
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Empyrean Technology Co Ltd filed Critical Beijing Empyrean Technology Co Ltd
Priority to CN202111470471.5A priority Critical patent/CN114091394B/zh
Publication of CN114091394A publication Critical patent/CN114091394A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114091394B publication Critical patent/CN114091394B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本申请实施例提供了一种BSIM‑BULK模型建模方法、计算机存储介质、电子设备,其中,一种BSIM‑BULK模型建模方法,其包括:确定建立所述BSIM‑BULK模型时要使用的所有模型参数;根据双曲余弦函数对所述BSIM‑BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线;根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM‑BULK模型建模,从而实现了对模型参数的修正,提高了BSIM‑BULK模型的精度。

Description

BSIM-BULK模型建模方法、计算机存储介质、电子设备
技术领域
本申请涉及电路技术领域,具体涉及一种BSIM-BULK模型建模方法、计算机存储介质、电子设备。
背景技术
BSIM(Berkeley Short-channel IGFET Model)全局模型是针对短沟道MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)提出的模型。BSIM-BULK全局模型中,对于大尺寸和小尺寸MOSFET,都有明确参数去表征相应器件电学特性,对应的器件模型精度较高,但是,对于中间尺寸的MOSFET,由于在BSIM-BULK模型中表征相应器件电学特性的参数较少,使得BSIM-BULK模型的调整空间受限,进一步对应BSIM-BULK模型的精度较低。
发明内容
本申请实施例提供一种BSIM-BULK模型建模方法、计算机存储介质、电子设备,用以克服或者缓解现有技术中存在的上述技术问题。
本申请采用的技术方案为:
一种BSIM-BULK模型建模方法,其包括:
确定建立所述BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数;
根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线;
根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;
根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM-BULK模型建模。
可选地,所述根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线,包括:根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的线性区补偿电流、饱和区补偿电流分别进行拟合得到线性拟合曲线和饱和拟合曲线。
可选地,所述根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线,之前包括:根据实测的所述BSIM-BULK模型的输出电流曲线,确定所述余弦函数中的第一参数、第二参数、第三参数,所述第一参数表示补偿电流的峰值,所述第二参数表示所述补偿电流的峰值宽度,第三参数表示表示所述补偿电流的峰值中心。
可选地,所述对需要修正的模型参数进行修正,包括:基于设定的修正模型,对需要修正的模型参数进行修正。
可选地,所述基于设定的修正模型,对需要修正的模型参数进行修正,包括:基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正。
可选地,所述基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正,之前包括:基于所述第一参数、第二参数、第三参数,确定修正量;
所述基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正,包括:基于设定的线性修正模型,使用所述修正量对需要修正的模型参数进行线性修正。
可选地,所述需要修正的模型参数包括平带电压、漏致势垒降低效应系数、低电场下的迁移率、饱和速率系数中的至少一种。
一种BSIM-BULK模型建模装置,其包括:
模型参数确定单元,确定建立所述BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数;
拟合单元,用于根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线;
模型参数修正单元,用于根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;
建模单元,用于根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM-BULK模型建模。
一种计算机存储介质,所述计算机存储介质上存储有计算机可执行程序,所述计算机可执行程序被运行以实施本申请实施例任一所述方法。
一种电子设备,所述电子设备包括存储器以及处理器,所述存储器上用于存储计算机可执行程序,所述处理器用于运行所述计算机可执行程序以实施本申请实施例任一所述方法。
一种计算机存储介质,所述计算机存储介质上存储有计算机可执行程序,所述计算机可执行程序被运行以实施本申请实施例任一所述方法。
本申请实施例的技术方案中,确定建立所述BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数;根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线;根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM-BULK模型建模,从而实现了对模型参数的修正,提高了BSIM-BULK模型的精度。
附图说明
图1A为本申请实施例一种BSIM-BULK模型建模方法的流程示意图;
图1B为本申请实施例所使用的双曲余弦函数的示意图;
图1C和图1D分别为在对低电场下的迁移率进行修正时使用到到的idin原始数据、idsat原始数据;
图1E和图1F分别为在对低电场下的迁移率进行修正时,使用的线性拟合曲线和饱和拟合曲线示意图;
图1G为表示修正前(又可以称之为全局模型)和修正后的BSIM-BULK模型(又可以称之为改进模型)的输出电流误差对比结果;
图2为本申请实施例一种BSIM-BULK模型建模装置的结构示意图;
图3为本申请实施例一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本申请实施例的技术方案中,确定建立所述BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数;根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线;根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM-BULK模型建模,从而实现了对模型参数的修正,提高了BSIM-BULK模型的精度。
图1A为本申请实施例一种BSIM-BULK模型建模方法的流程示意图;如图1A所示,,所述方法包括:
S101、确定建立所述BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数;
本实施例中,步骤S101中要使用的所有模型参数可以是建立模型时要使用的所有参数,也可以是初步确定的可能需要修正的所有模型参数。
具体地,本实施例中,可以基于对所述BSIM-BULK模型的实时测量,从而确定出使用的所有模型参数。
本实施例中,实时测量仅仅是能确定出要是用的所有模型参数的一种方式,并非唯一方式。实际上,对本领域普通技术人员来说,可以根据应用场景的需求,建立模型参数库,以对要使用的所有模型参数进行管理。
另外,BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数可能因具体模型的不同存在差异,在此不再赘述。
本实施例中,在数量上要使用的所有模型参数不做特别限定,根据应用场景需求灵活确定即可。
本实施例中,在进行上述实时测量时,具体基于所述BSIM-BULK模型的标准规范来实施。
S102、根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线;
具体地,所述根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线,包括:根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的线性区补偿电流、饱和区补偿电流分别进行拟合得到线性拟合曲线和饱和拟合曲线。
本实施例中,通过双曲余弦函数由于使用的参数较少,可以快速地实现上述拟合,不但可以适用于大尺寸和小尺寸MOSFET器件模型的模型建立,还可以适用于中尺寸MOSFET器件模型的模型建立,对于大尺寸和小尺寸MOSFET器件模型的模型建立来说,并不会影响其精度,但是,对于中尺寸MOSFET器件模型的模型建立,又可以大大提高精度。另外,双曲余弦函数连续性较好,不会引起额外的模型质量保证的问题。
具体地,所述根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线,之前包括:根据实测的所述BSIM-BULK模型的输出电流曲线,确定所述双曲余弦函数中的第一参数、第二参数、第三参数,所述第一参数表示补偿电流的峰值,所述第二参数表示所述补偿电流的峰值宽度,第三参数表示所述补偿电流的峰值中心。
参见图1B,为本申请实施例所使用的双曲余弦函数的示意图;该双曲余弦函数如公式(1)所示:
f(x)=A/cosh(B*(log(x)-log(C))) (1)
在图1B中,A、B、C分别为第一参数、第二参数、第三参数,横坐标x可以表示W(沟道宽度)或者L(沟道长度),纵坐标表示电流的大小。当x小于C时,f(x)单调上升;当x大于C时,f(x)单调下降。
S103、根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;
可选地,所述对需要修正的模型参数进行修正,包括:基于设定的修正模型,对需要修正的模型参数进行修正。
可选地,所述基于设定的修正模型,对需要修正的模型参数进行修正,包括:基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正,从而进一步提高修正的速度,同时保证修正的准确度。
可选地,所述基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正,之前包括:基于所述第一参数、第二参数、第三参数,确定修正量;
所述基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正,包括:基于设定的线性修正模型,使用所述修正量对需要修正的模型参数进行线性修正。
此处,需要说明的是,本实施例中,仅仅是线性修正为例进行说明,对于本领域普通技术人员来说,也可以其他修正方式比如非线性修正,具体的修正方式可以根据应用场景灵活设定。
进一步地,需要说明的是,基于上述双曲线函数进行拟合时,需要确定上述第一参数-第三参数,在其他实施例中,也可以对上述双曲线函数进行优化,由此在确定修正量时,不但使用上述第一参数-第三参数,也可能使用其他参数。
S104、根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM-BULK模型建模。
本实施例中,所述需要修正的模型参数包括平带电压、漏致势垒降低效应系数、低电场下的迁移率、饱和速率系数中的至少一种。
具体地,在应用场景中,以修正低电场下的迁移率为例进行说明。修正低电场下的迁移率记为u0,按照如下公式(2)来进行线性修正:
(修正前):u0=0.05→(修正后)u0=0.05+u0_ckt (2)
其中:
u0_ckt=A/cosh(B*(log(l)-log(C))) (3)
公式(3)中,A=0.0032,B=2,C=0.15e-6。
而其中进行上述低电场下的迁移率的修正时,使用的线性拟合曲线和饱和拟合曲线如图1C和图1D所示,图1E表示修正前(又可以称之为全局模型)和修正后的BSIM-BULK模型(又可以称之为改进模型)的输出电流误差对比结果。图1C和图1D分别为在对低电场下的迁移率进行修正时使用到到的idin原始数据、idsat原始数据;图1E和图1F分别为在对低电场下的迁移率进行修正时,使用的线性拟合曲线和饱和拟合曲线示意图;
图1C-图1E中,idlin表示线性区电流,idsat表示饱和区电流。图1E和图1F中实测表示实测的输出电流,理论表示BSIM-BULK模型的理论设计输出电流,实线表示BSIM-BULK改进模型后的修正输出电流。图1C-图1F的W/L均表示器件shrink(缩减)前的尺寸信息,实际尺寸需要乘以0.855。建模结果如图1C-图1F所示,其中线性区电流最大误差为3.27%,饱和区电流最大误差为3.43%。如图1F所示L=0.15um附近电流误差较大。其中模型参数修正后,线性区电流最大误差为0.63%,饱和区电流最大误差为0.96%。其中对L=0.15um附近电流误差改善较大。电流误差均在1%以内,模型的拟合效果明显优于修正前。
图2为本申请实施例一种BSIM-BULK模型建模装置的结构示意图;如图2所示,其包括:
模型参数确定单元201,确定建立所述BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数;
拟合单元202,用于根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的理论设计输出电流进行拟合得到拟合曲线;
模型参数修正单元203,用于根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;
建模单元204,用于根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM-BULK模型建模。
可选地,所述拟合单元202具体用于:根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的线性区理论设计输出电流、饱和区理论设计输出电流分别进行拟合得到线性拟合曲线和饱和拟合曲线。
可选地,所述模型参数确定单元201还用于在根双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的理论设计输出电流进行拟合得到拟合曲线之前,根据实测的所述BSIM-BULK模型的输出电流曲线,确定所述双曲余弦函数中的第一参数、第二参数、第三参数,所述第一参数表示理论设计输出电流的峰值,所述第二参数表示所述理论设计输出电流的峰值宽度,第三参数表示表示所述理论设计输出电流的峰值中心。
可选地,所述模型参数修正单元203具体用于:基于设定的修正模型,对需要修正的模型参数进行修正。
可选地,所述模型参数修正单元203具体用于:基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正。
可选地,所述模型参数修正单元203在基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正之前,还用于基于所述第一参数、第二参数、第三参数,确定修正量;
所述模型参数修正单元203具体用于:基于设定的线性修正模型,使用所述修正量对需要修正的模型参数进行线性修正。
本申请实施例提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质上存储有计算机可执行程序,所述计算机可执行程序被运行以实施本申请实施例任一所述方法。
图3为本申请实施例一种电子设备的结构示意图;如图3所示,述电子设备包括存储器301以及处理器302,所述存储器上用于存储计算机可执行程序,所述处理器用于运行所述计算机可执行程序以实施本申请实施例任一所述方法。
以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种BSIM-BULK模型建模方法,其特征在于,包括:
确定建立所述BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数;
根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线;
根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;
根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM-BULK模型建模;
所述根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线,包括:根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的线性区补偿电流、饱和区补偿电流分别进行拟合得到线性拟合曲线和饱和拟合曲线;
所述根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线,之前包括:根据实测的所述BSIM-BULK模型的输出电流曲线,确定所述余弦函数中的第一参数、第二参数、第三参数,所述第一参数表示补偿电流的峰值,所述第二参数表示所述补偿电流的峰值宽度,第三参数表示所述补偿电流的峰值中心。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对需要修正的模型参数进行修正,包括:基于设定的修正模型,对需要修正的模型参数进行修正。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于设定的修正模型,对需要修正的模型参数进行修正,包括:基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正,之前包括:基于所述第一参数、第二参数、第三参数,确定修正量;
所述基于设定的线性修正模型,对需要修正的模型参数进行线性修正,包括:基于设定的线性修正模型,使用所述修正量对需要修正的模型参数进行线性修正。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述需要修正的模型参数包括平带电压、漏致势垒降低效应系数、低电场下的迁移率、饱和速率系数中的至少一种。
6.一种BSIM-BULK模型建模装置,其特征在于,包括:
模型参数确定单元,确定建立所述BSIM-BULK模型时要使用的所有模型参数;
拟合单元,用于根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线;
模型参数修正单元,用于根据设定的模型精度,以及所述拟合曲线,确定所述所有模型参数中需要进行修正的模型参数,并对需要修正的模型参数进行修正;
建模单元,用于根据修正后的模型参数以及未修正的模型参数,进行所述BSIM-BULK模型建模;
所述根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线,包括:根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的线性区补偿电流、饱和区补偿电流分别进行拟合得到线性拟合曲线和饱和拟合曲线;
所述根据双曲余弦函数对所述BSIM-BULK模型的补偿电流进行拟合得到拟合曲线,之前包括:根据实测的所述BSIM-BULK模型的输出电流曲线,确定所述余弦函数中的第一参数、第二参数、第三参数,所述第一参数表示补偿电流的峰值,所述第二参数表示所述补偿电流的峰值宽度,第三参数表示所述补偿电流的峰值中心。
7.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质上存储有计算机可执行程序,所述计算机可执行程序被运行以实施权利要求1-5任一所述方法。
8.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器以及处理器,所述存储器上用于存储计算机可执行程序,所述处理器用于运行所述计算机可执行程序以实施权利要求1-5任一所述方法。
CN202111470471.5A 2021-12-03 Bsim-bulk模型建模方法、计算机存储介质、电子设备 Active CN114091394B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111470471.5A CN114091394B (zh) 2021-12-03 Bsim-bulk模型建模方法、计算机存储介质、电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111470471.5A CN114091394B (zh) 2021-12-03 Bsim-bulk模型建模方法、计算机存储介质、电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114091394A CN114091394A (zh) 2022-02-25
CN114091394B true CN114091394B (zh) 2024-07-09

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105844006A (zh) * 2016-03-22 2016-08-10 上海华力微电子有限公司 一种mosfet bsim4子电路器件模型及其建模方法
CN109117528A (zh) * 2018-07-27 2019-01-01 上海华力微电子有限公司 基于bsim4模型的mos器件子电路温度模型及建模方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105844006A (zh) * 2016-03-22 2016-08-10 上海华力微电子有限公司 一种mosfet bsim4子电路器件模型及其建模方法
CN109117528A (zh) * 2018-07-27 2019-01-01 上海华力微电子有限公司 基于bsim4模型的mos器件子电路温度模型及建模方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8099269B2 (en) Two-step simulation methodology for aging simulations
JP3405713B2 (ja) 半導体装置の寿命推定方法および信頼性シミュレーション方法
US9064072B2 (en) Modeling semiconductor device performance
US11663191B2 (en) Method, device and computer program product for managing log
CN114091394B (zh) Bsim-bulk模型建模方法、计算机存储介质、电子设备
EP3793333A1 (en) Filament current control method and apparatus
KR100938675B1 (ko) 박막 트랜지스터의 소스-드레인 전류 모델링 방법 및 장치
US20100114543A1 (en) Simulation method for transistor unsuitable for existing model
CN114091394A (zh) Bsim-bulk模型建模方法、计算机存储介质、电子设备
CN108763830B (zh) 半导体器件的闪烁噪声模型及其提取方法
JP2008053692A (ja) トランジスタのbt劣化のシミュレーションモデルおよびシミュレーションモデル化方法
CN105844006B (zh) 一种mosfet bsim4子电路器件模型及其建模方法
CN111104769A (zh) 一种mosfet bism4模型参数提取方法
KR100413135B1 (ko) 강화된 생성 재결합 비율을 계산하기 위한 자동화된시뮬레이션 방법 및 시뮬레이터
CN112861297B (zh) Mos晶体管特征提取方法、装置、介质及电子设备
CN114330196A (zh) 一种高压功率mosfet器件的spice建模方法
CN108259396B (zh) 参数估计的方法、装置及存储介质
US8028261B2 (en) Method of predicting substrate current in high voltage device
CN112989739B (zh) 一种Trap-Gear时间离散格式的时间步长设定方法
CN105843974A (zh) 电路老化仿真方法及装置
CN113095037B (zh) Mos器件闪烁噪声模型及提取方法
US8539426B2 (en) Method and system for extracting compact models for circuit simulation
CN102054065B (zh) 求解非线性电路静态工作点的方法与装置
CN115824020B (zh) 电容标定方法、评估方法、设备和存储介质
CN113255275B (zh) 一种基于不光滑波形的时间离散格式切换方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant