JP2001119017A - Method and system for extracting model parameter - Google Patents

Method and system for extracting model parameter

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JP2001119017A
JP2001119017A JP29316299A JP29316299A JP2001119017A JP 2001119017 A JP2001119017 A JP 2001119017A JP 29316299 A JP29316299 A JP 29316299A JP 29316299 A JP29316299 A JP 29316299A JP 2001119017 A JP2001119017 A JP 2001119017A
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JP
Japan
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gate length
channel resistance
straight line
gate
characteristic
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JP29316299A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukichi Hatanaka
雄吉 畠中
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To extract a model parameter with high precision by simply setting the border of a bin. SOLUTION: An Rd-L characteristics is calculated against the gate length of a channel resistor, based on the measurement value for the channel resistor and threshold value calculated from a DC current/voltage characteristics provided by measuring an MOSFET of different gate lengths. When the Rd-L characteristic is linearly approximated against the gate length to provide a straight line for a model parameter for each effective gate bias voltage, a hold straight line inclination calculating part 31 calculates the inclination of the hole straight line which is linearly approximated for the hole gate length, and a section straight line inclination calculating part 32 calculates each inclination of a section straight line, connecting adjacent measuring points of a channel resistor. An inclination intersection detecting part 33 detects a gate length, where an adjoining inclination value of the section straight line crosses the inclination value of the hole straight line as a gate length, where a measurement value of the channel resistor deviates, and a border gate length deciding part 34 decides a border gate length of a bin based on that gate length. A model parameter is extracted for each bin.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、LSI(大規模集
積)回路の設計における回路シミュレーションで用いら
れるMOSFET(金属酸化物半導体電界効果トランジ
スタ)のモデルパラメータ抽出方法およびその方式に関
し、特に、ゲート長の異なるMOSFETの直流電流電
圧特性を測定してモデルパラメータを抽出する際に、モ
デルパラメータをより高精度で単純な領域設定により抽
出できるモデルパラメータ抽出方法およびその方式に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for extracting model parameters of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) used in a circuit simulation in designing an LSI (Large Scale Integration) circuit, and more particularly to a method for extracting the model parameter. The present invention relates to a model parameter extraction method and a model parameter extraction method capable of extracting model parameters by simpler region setting with higher accuracy when measuring DC current-voltage characteristics of different MOSFETs to extract model parameters.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI回路の設計では、集積回路におけ
る各機能の回路動作を検証するために回路シミュレーシ
ョンが用いられる。一般に、集積回路を構成する多数の
MOSトランジスタは、MOSトランジスタのゲート長
Lおよびゲート幅W以外の要素が実質的に等しく、ゲー
ト長Lおよびゲート幅Wのみが相互に異なっている。
2. Description of the Related Art In designing an LSI circuit, a circuit simulation is used to verify the circuit operation of each function in an integrated circuit. In general, many MOS transistors forming an integrated circuit have substantially the same elements other than the gate length L and the gate width W of the MOS transistors, and are different from each other only in the gate length L and the gate width W.

【0003】従って、MOSトランジスタの電気的特性
は、ゲート長Lおよびゲート幅Wの寸法に依存して変化
するので、多種の素子形状を有するMOSFETを含む
集積回路においてモデルパラメータを用いて回路の電気
特性をシミュレートするためには、回路を構成するMO
SFETのゲート長Lおよびゲート幅Wのあらゆる組合
わせについてモデルパラメータを準備することが必要で
ある。
Accordingly, the electrical characteristics of a MOS transistor vary depending on the dimensions of the gate length L and the gate width W. Therefore, in an integrated circuit including MOSFETs having various element shapes, the electrical characteristics of the circuit are determined using model parameters. In order to simulate the characteristics, the MO
It is necessary to prepare model parameters for every combination of the gate length L and the gate width W of the SFET.

【0004】従来、この種のモデルパラメータ抽出方法
およびその方式では、例えば、特許公報第269984
4号が開示されている。この特許公報では、MOSFE
Tのチャネル抵抗Rdがゲート長Lに対して線形性を示
すという公知の特性を利用し、より広い範囲で高精度な
モデル式が提案されている。
Conventionally, this type of model parameter extraction method and its method have been disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 269984.
No. 4 is disclosed. In this patent publication, MOSFE
Utilizing a known characteristic that the channel resistance Rd of T shows linearity with respect to the gate length L, a highly accurate model formula has been proposed in a wider range.

【0005】例えば、図10のフローチャートおよび図
11の機能ブロック図に示されるように、ドレイン電流
測定部10が電流電圧特性を測定(手順S101)し、
すなわち、モデル化しようとする複数のゲート長Lを有
するMOSFETそれぞれに対し、ドレインソース間電
圧Vdsを変化させてドレイン電流Idを測定してId
−Vds特性保持部11に格納する一方、ドレインソー
ス間電圧Vdsをゼロボルト近辺に保持しゲートソース
間電圧Vgsを変化させてドレイン電流Idを測定しI
d−Vgs特性保持部12に格納している。
For example, as shown in a flowchart of FIG. 10 and a functional block diagram of FIG. 11, the drain current measuring unit 10 measures a current-voltage characteristic (step S101).
That is, for each of the MOSFETs having a plurality of gate lengths L to be modeled, the drain current Id is measured by changing the drain-source voltage Vds, and Id is measured.
While the voltage is stored in the −Vds characteristic holding unit 11, the drain current Id is measured by holding the drain-source voltage Vds near zero volts and changing the gate-source voltage Vgs.
It is stored in the d-Vgs characteristic holding unit 12.

【0006】次に、Id−Vgs特性保持部12に格納
された特性から、閾値電圧測定部13は、各ゲート長L
に対する閾値電圧Vthの特性を求め(手順S102)
て、Vth−L特性保持部14に格納する。一方、チャ
ンネル抵抗測定部15は、各ゲート長のサンプル毎にゲ
ートソース間電圧Vgsに対するチャンネル抵抗Rdの
特性を測定(手順S103)してRd−Vgs特性保持
部16に格納する。
Next, based on the characteristics stored in the Id-Vgs characteristics holding unit 12, the threshold voltage measuring unit 13
Of the threshold voltage Vth with respect to (Step S102)
And stored in the Vth-L characteristic holding unit 14. On the other hand, the channel resistance measuring unit 15 measures the characteristic of the channel resistance Rd with respect to the gate-source voltage Vgs for each sample of each gate length (step S103) and stores the characteristic in the Rd-Vgs characteristic holding unit 16.

【0007】次いで、チャンネル抵抗特性計算部17
が、Vth−L特性およびRd−Vgs特性から実効ゲ
ートバイアス電圧Vge毎にゲート長Lに対するチャン
ネル抵抗Rdを計算(手順S104)してRd−L特性
保持部18に格納する。
Next, the channel resistance characteristic calculating section 17
Calculates the channel resistance Rd for the gate length L for each effective gate bias voltage Vge from the Vth-L characteristic and the Rd-Vgs characteristic (step S104), and stores it in the Rd-L characteristic holding unit 18.

【0008】チャンネル抵抗特性線形近似部20は、こ
のRd−L特性からチャンネル抵抗のゲート長に関する
傾きρとゲート長がゼロになるときのチャンネル抵抗γ
とをそれぞれ実効ゲートバイアス電圧Vgeに対するデ
ータとして抽出することにより全体の線形近似計算(手
順S105)を行なう。
From the Rd-L characteristic, the channel resistance characteristic linear approximation unit 20 calculates the slope ρ of the channel resistance with respect to the gate length and the channel resistance γ when the gate length becomes zero.
Are extracted as data for the effective gate bias voltage Vge, respectively, to perform the overall linear approximation calculation (step S105).

【0009】次いで、モデルパラメータ抽出部21は、
上記手順で得られた傾きρおよびチャンネル抵抗γの実
効ゲートバイアス電圧Vge依存性データから傾きρが
ゼロになるときのチャンネル抵抗γとして拡散層抵抗γ
0を決定し、傾きρの逆数1/ρのVge依存性をもっ
て、実効移動度の解析モデルが持つパラメータを決定
し、(γ−γ0)Vge/ρの数式で表わされる量のV
ge依存性をもって、ゲート拡散層オーバラップ長の解
析モデルの持つパラメータを決定して抽出(手順S10
6)することができる。
Next, the model parameter extracting unit 21
The diffusion layer resistance γ is defined as the channel resistance γ when the slope ρ becomes zero based on the effective gate bias voltage Vge dependency data of the slope ρ and the channel resistance γ obtained in the above procedure.
0 is determined, the parameter of the analytical model of the effective mobility is determined based on the reciprocal 1 / ρ of the slope ρ and the Vge dependency, and the V of the amount represented by the equation of (γ−γ0) Vge / ρ is determined.
The parameters of the analysis model of the gate diffusion layer overlap length are determined and extracted with the ge dependency (step S10).
6) Yes.

【0010】一方、MOSに対する一般の基本モデルパ
ラメータである移動度および寄生抵抗に関するパラメー
タはチャンネル抵抗の測定値をモデル式にフィッティン
グすることにより求められる。例えば、BSIM3と呼
ばれるモデルでは、ゲート長L、ゲート幅W、ゲート下
酸化膜容量Cox、実効ゲートバイアス電圧Vge、実
効移動度μe、および寄生抵抗Rdsに基づくチャンネ
ル抵抗Rdは下記数1式で近似できる。
On the other hand, parameters relating to mobility and parasitic resistance, which are general basic model parameters for MOS, can be obtained by fitting measured values of channel resistance to a model equation. For example, in a model called BSIM3, the gate length L, the gate width W, the gate oxide capacitance Cox, the effective gate bias voltage Vge, the effective mobility μe, and the channel resistance Rd based on the parasitic resistance Rds are approximated by the following equation (1). it can.

【0011】[0011]

【数1】 この数1式により、実効移動度μeおよび寄生抵抗Rd
sそれぞれはRd−L特性の傾斜度または切片から求め
得ることが理解できる。
(Equation 1) From this equation 1, the effective mobility μe and the parasitic resistance Rd
It can be understood that each s can be obtained from the slope or intercept of the Rd-L characteristic.

【0012】しかし、実際には、チャンネル抵抗Rdの
測定値をゲート長Lに対し実効ゲートバイアス電圧Vg
eに線形近似し、得られた直線の傾きと切片とから実効
移動度μeおよび寄生抵抗Rdsの測定値を実効ゲート
バイアス電圧Vge毎に求め、また、μe−Vge特性
およびRds−Vge特性の測定値を求め、これらそれ
ぞれを移動度および寄生抵抗のモデル式にフィティング
して移動度および寄生抵抗に関連のモデルパラメータの
抽出が行なわれる。
However, in practice, the measured value of the channel resistance Rd is calculated based on the effective gate bias voltage Vg with respect to the gate length L.
e, the measured values of the effective mobility μe and the parasitic resistance Rds are obtained for each effective gate bias voltage Vge from the slope and intercept of the obtained straight line, and the μe-Vge characteristics and the Rds-Vge characteristics are measured. Values are obtained, and each of them is fitted to a model equation of mobility and parasitic resistance to extract model parameters related to mobility and parasitic resistance.

【0013】一方、広いゲート長Lのサイズ領域を有す
るMOSFETにより構成される回路を高精度に回路シ
ミュレーションするためには、広いゲート長Lのサイズ
領域で高精度に抽出したMOSFETのモデルパラメー
タを用いる必要がある。しかし、現状では、全てのゲー
ト長Lの形状について線形近似により求められた一つの
全体直線から得られるセットのモデルパラメータで電流
電圧特性を高精度で表現できるモデルは存在していな
い。
On the other hand, to accurately simulate a circuit constituted by a MOSFET having a large gate length L size region, model parameters of the MOSFET extracted with high accuracy in a wide gate length L size region are used. There is a need. However, at present, there is no model capable of expressing the current-voltage characteristics with high accuracy using a set of model parameters obtained from one entire straight line obtained by linear approximation for all the shapes of the gate length L.

【0014】すなわち、例えば、図12に示されるよう
に、Rd−L特性において、一つの実効ゲートバイアス
電圧Vgeに対するチャンネル抵抗Rdの測定点はゲー
ト長L4以下のゲート長の短い領域では、線形近似した
全体直線から大きく外れる場合がある。従って、このよ
うな場合では、線形近似した全体直線から求められる移
動度および寄生抵抗の測定値はゲート長L4以下の領域
で精度がよいとはいえない。このように、線形近似した
全体直線から求めた移動度および寄生抵抗の測定値を使
用して抽出された移動度および寄生抵抗といったパラメ
ータは、あるゲート長以下の領域で精度が悪い。
That is, as shown in FIG. 12, for example, in the Rd-L characteristic, the measurement point of the channel resistance Rd with respect to one effective gate bias voltage Vge is a linear approximation in a region where the gate length is shorter than the gate length L4. May deviate significantly from the entire straight line. Therefore, in such a case, the measured values of the mobility and the parasitic resistance, which are obtained from the linearly approximated whole straight line, cannot be said to have high accuracy in the region of the gate length L4 or less. As described above, the parameters such as the mobility and the parasitic resistance extracted using the measured values of the mobility and the parasitic resistance obtained from the linearly approximated whole straight line have poor accuracy in a region shorter than a certain gate length.

【0015】従って、図13に示されるように、ゲート
長Lおよびゲート幅Wを有するデバイスに対して、ゲー
ト長Lおよびゲート幅Wの領域を格子によりビン(容
器)と称する領域に分割するビンニングが行なわれる。
デバイスでは、このビンの領域にある電流電圧特性デー
タからモデルパラメータを抽出することにより、ビン毎
のモデルパラメータを用意し、回路シミュレーションの
際、この複数のモデルパラメータをビンに対応するゲー
ト長Lの領域それぞれに適用して使い分けることによ
り、高精度の電流電圧特性を再現できる。
Therefore, as shown in FIG. 13, for a device having a gate length L and a gate width W, binning in which a region having a gate length L and a gate width W is divided into regions called bins (containers) by a lattice. Is performed.
The device prepares model parameters for each bin by extracting the model parameters from the current-voltage characteristic data in the area of the bin. At the time of circuit simulation, the plurality of model parameters are used to determine the gate length L corresponding to the bin. Highly accurate current-voltage characteristics can be reproduced by properly applying to each region.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のモデル
パラメータ抽出方法では、ゲート長の全体領域にわたる
高精度パラメータを期待することができないという問題
点がある。
The conventional model parameter extraction method described above has a problem that it is not possible to expect a highly accurate parameter over the entire gate length region.

【0017】その理由は、MOSFETのゲート長に対
するチャンネル抵抗特性が直線性を有するという事実か
ら、モデルパラメータをゲート長の全体領域にわたるチ
ャンネル抵抗の測定値を線形近似により求めた全体直線
から抽出しているが、チャンネル抵抗の測定値が上記全
体直線から大きく外れるゲート長領域があり、この領域
で精度が落ちるからである。
The reason is that, due to the fact that the channel resistance characteristic with respect to the gate length of the MOSFET has linearity, the model parameters are extracted from the entire straight line obtained by measuring the channel resistance over the entire gate length region by linear approximation. However, this is because there is a gate length region where the measured value of the channel resistance deviates significantly from the overall straight line, and the accuracy is reduced in this region.

【0018】このような問題点を改善する手段として複
数のパラメータセットを用いることが行なわれている
が、現状ではビンニングによるビンの設定に有効な手段
がないので、最適なビンの境界を設定することが困難な
ため、高精度のパラメータを期待することができない。
Although a plurality of parameter sets have been used as means for solving such problems, at present, there is no effective means for setting bins by binning, so that an optimum bin boundary is set. Because it is difficult to do so, high-precision parameters cannot be expected.

【0019】本発明の課題は、このような問題点を解決
し、ゲート長の異なるMOSFETの直流電流電圧特性
を測定してモデルパラメータを抽出する際に、モデルパ
ラメータをより高精度で単純な領域設定により抽出でき
るモデルパラメータ抽出方法およびその方式を提供する
ことである。
An object of the present invention is to solve such a problem, and to measure DC current-voltage characteristics of MOSFETs having different gate lengths and to extract model parameters when extracting model parameters with higher accuracy and simpler area. An object of the present invention is to provide a model parameter extraction method and a method that can be extracted by setting.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明によるモデルパラ
メータ抽出方法は、ゲート長の異なるMOSFETの直
流電流電圧特性を測定し、この直流電圧特性から閾値電
圧およびチャンネル抵抗値を測定し、これら閾値電圧お
よびチャンネル抵抗値からチャンネル抵抗値のゲート長
に対する特性の測定値を計算してゲート長に対しての線
形処理を実効ゲートバイアス電圧毎に行なうことにより
モデルパラメータを抽出するものであって、チャンネル
抵抗の測定値がチャンネル抵抗を全てのゲート長に対し
て予め選択された少なくとも一つの実効ゲートバイアス
電圧毎に線形近似した全体直線より大きく外れた個所に
おけるゲート長を境界ゲート長として検出し、この境界
ゲート長に基づいた境界を有する領域をビンとして決定
し、各ビン毎に前記線形処理を行なってモデルパラメー
タを抽出している。
A model parameter extracting method according to the present invention measures DC current-voltage characteristics of MOSFETs having different gate lengths, and measures a threshold voltage and a channel resistance value from the DC voltage characteristics. And extracting a model parameter by calculating a measured value of the characteristic of the channel resistance value with respect to the gate length from the channel resistance value and performing a linear process on the gate length for each effective gate bias voltage. The gate length at a point where the measured value of the channel resistance deviates greatly from the entire straight line obtained by linearly approximating the channel resistance with respect to all gate lengths for at least one preselected effective gate bias voltage is detected as a boundary gate length, and this boundary is detected. Regions with boundaries based on gate length are determined as bins, and It is extracted model parameters by performing a linear process.

【0021】また、本発明によるモデルパラメータ抽出
方式は、ゲート長の異なるMOSFETの直流電流電圧
特性を測定する電流電圧特性測定部と、測定した直流電
圧特性から閾値電圧の測定値を計算する閾値電圧測定部
と、測定した直流電圧特性からチャンネル抵抗の測定値
を計算するチャンネル抵抗測定部と、これら測定された
閾値電圧およびチャンネル抵抗値からチャンネル抵抗値
のゲート長に対する特性の測定値を計算するチャンネル
抵抗特性計算部と、ゲート長に対しての線形処理を実効
ゲートバイアス電圧毎に行なって線形近似した直線を求
めるチャンネル抵抗特性線形近似部とを備え、求められ
た直線からモデルパラメータを抽出するものであって、
チャンネル抵抗の測定値がチャンネル抵抗を全てのゲー
ト長に対して実効ゲートバイアス電圧毎に線形近似した
全体直線より大きく外れた個所におけるゲート長を境界
ゲート長とし、この境界ゲート長に基づいた境界を有す
る領域をビンとして決定するビンニング境界決定部と、
決定された各ビン毎に前記線形処理を行なってモデルパ
ラメータを抽出するビン毎モデルパラメータ抽出部とを
備えている。
The model parameter extraction method according to the present invention comprises a current-voltage characteristic measuring section for measuring DC current-voltage characteristics of MOSFETs having different gate lengths, and a threshold voltage for calculating a measured value of the threshold voltage from the measured DC voltage characteristics. A measuring unit, a channel resistance measuring unit that calculates a measured value of channel resistance from the measured DC voltage characteristic, and a channel that calculates a measured value of the characteristic of the channel resistance value with respect to the gate length from the measured threshold voltage and the channel resistance value. A resistance characteristic calculation unit, and a channel resistance characteristic linear approximation unit for performing a linear process on a gate length for each effective gate bias voltage to obtain a linearly approximated straight line, and extracting a model parameter from the obtained straight line And
The gate length at a point where the measured value of the channel resistance deviates greatly from the entire straight line obtained by linearly approximating the channel resistance with respect to all gate lengths for each effective gate bias voltage is defined as a boundary gate length, and a boundary based on this boundary gate length is defined as a boundary gate length. A binning boundary determining unit that determines a region having the bin as a bin,
A bin-by-bin model parameter extraction unit that performs the linear process for each determined bin to extract model parameters.

【0022】上述したように、境界ゲート長は、チャン
ネル抵抗の測定値が線形近似した全体直線より外れた大
きさを予め設定することにより、ユーザが実際に目視し
て、または計算して自動的に、判断または決定すること
が容易にできる。
As described above, the boundary gate length is automatically set by the user by actually visually observing or calculating the value by presetting the measured value of the channel resistance out of the linear approximation. In addition, it can be easily determined or determined.

【0023】また、上述した予め選択された少なくとも
一つの実効ゲートバイアス電圧が最高電圧を有する一つ
の実効ゲートバイアス電圧であることにより測定誤差を
より小さくすることができると共により、より簡単に判
断または計算することができる。
Further, since the at least one preselected effective gate bias voltage is one effective gate bias voltage having the highest voltage, the measurement error can be reduced, and the determination or the determination can be made more easily. Can be calculated.

【0024】この具体的な手段の一つは、境界ゲート長
を、実効ゲートバイアス電圧それぞれにおいて、隣接し
たゲート長におけるチャンネル抵抗の測定点を結ぶ区間
直線の傾斜値を計算し、この隣接する区間直線の傾斜値
が前記実効ゲートバイアス電圧それぞれの全体に対して
線形近似した全体直線の傾斜値を横切る測定点に基づく
ゲート長とすることである。また、別の一つは、ビン
を、実効ゲートバイアス電圧それぞれにおいて、チャン
ネル抵抗の測定点が線形近似した全体直線より低く変化
した領域とすることである。
One of the specific means is to calculate a boundary gate length, an effective gate bias voltage, and a slope value of a section straight line connecting measurement points of channel resistance at adjacent gate lengths. The gate length is based on a measurement point at which the slope value of the straight line crosses the slope value of the entire straight line obtained by linearly approximating the entire effective gate bias voltage. Another is that the bin is a region where the measurement point of the channel resistance changes lower than the overall linear line that is linearly approximated at each effective gate bias voltage.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図1は本発明によるモデルパラメータ抽出
方法の主要手順における実施の一形態を示すフローチャ
ートである。
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the main procedure of the model parameter extracting method according to the present invention.

【0027】図1において、電流電圧特性の測定(手順
S1)では、測定器により、ゲート長Lの異なるデバイ
ス毎に、ドレイン電流Idおよびドレインソース間電圧
Vdsの特性(以後、Id−Vds特性))、並びにド
レイン電流Idおよびゲートソース間電圧Vgsの特性
(以後、Id−Vgs特性)を測定する。
In FIG. 1, in the measurement of the current-voltage characteristics (step S1), the characteristics of the drain current Id and the drain-source voltage Vds (hereinafter, Id-Vds characteristics) are measured by a measuring device for each device having a different gate length L. ) And the characteristics of the drain current Id and the gate-source voltage Vgs (hereinafter, Id-Vgs characteristics) are measured.

【0028】次いで、Id−Vgs特性の測定値データ
からゲート長Lに対する閾値Vthの特性(Vth−L
特性)を測定(手順S2)すると共にチャンネル抵抗値
Rdの測定値を計算(手順S3)して、チャンネル抵抗
Rdおよびゲートバイアス電圧Vgの特性(以後、Rd
−Vg特性)を求める。
Next, from the measured value data of the Id-Vgs characteristic, the characteristic of the threshold Vth (Vth-L
Characteristics (procedure S2) and the measured value of the channel resistance Rd are calculated (procedure S3), and the characteristics (hereinafter Rd) of the channel resistance Rd and the gate bias voltage Vg are calculated.
-Vg characteristic).

【0029】次に、Vth−L特性の測定値およびRd
−Vg特性の測定値から実効ゲートバイアス電圧Vge
毎にゲート長Lに対するチャンネル抵抗Rdの特性(R
d−L特性)の測定値を計算(手順S4)して求める。
この求められた実効ゲートバイアス電圧Vge毎のRd
−L特性の測定値を、ゲート長Lに対して実効ゲートバ
イアス電圧Vge毎に最小二乗法により計算(手順S
5)し、線形近似した全体直線を求める。この全体直線
は、後工程におけるビンニングの際の境界ゲート長を決
定するために用いるものであり、モデルパラメータ抽出
用のように高精度を必要としない。
Next, the measured value of the Vth-L characteristic and Rd
From the measured value of the -Vg characteristic, the effective gate bias voltage Vge
The characteristic of the channel resistance Rd (R
The measured value (dL characteristic) is calculated (step S4).
The calculated Rd for each effective gate bias voltage Vge
The measured value of the -L characteristic is calculated by the least square method for each effective gate bias voltage Vge with respect to the gate length L (procedure S
5) Then, a linearly approximated overall straight line is obtained. This entire straight line is used to determine the boundary gate length at the time of binning in the subsequent process, and does not require high accuracy unlike the model parameter extraction.

【0030】次に、本発明の特徴であるビンニングによ
り境界ゲート長が決定(手順S6)され、この手順で決
定されたビン毎にモデルパラメータが抽出(手順S7)
される。手順S6に対する詳細は後に図3以降を参照し
て説明する。
Next, the boundary gate length is determined by binning which is a feature of the present invention (step S6), and model parameters are extracted for each bin determined in this step (step S7).
Is done. Details of the procedure S6 will be described later with reference to FIG.

【0031】次に図1に図2を併せ参照して本発明によ
るシステム構成について説明する。
Next, a system configuration according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.

【0032】図1に示されるように、ドレイン電流測定
部10は、上記手順S1に対応して、モデル化しようと
する複数のゲート長Lを有するMOSFETそれぞれに
対して、ドレインソース間電圧Vdsを変化させてドレ
イン電流Idを測定しId−Vds特性保持部11に格
納する一方、ドレインソース間電圧Vdsをゼロボルト
近辺に保持しゲートソース間電圧Vgsを変化させてド
レイン電流Idを測定しId−Vgs特性保持部12に
格納している。
As shown in FIG. 1, the drain current measuring section 10 applies a drain-source voltage Vds to each of the MOSFETs having a plurality of gate lengths L to be modeled in accordance with the procedure S1. The drain current Id is measured and stored in the Id-Vds characteristic holding unit 11, while the drain-source voltage Vds is held near zero volt, the gate-source voltage Vgs is changed, and the drain current Id is measured to measure Id-Vgs. It is stored in the characteristic holding unit 12.

【0033】次に、上記手順S2では、Id−Vgs特
性保持部12に格納された特性から、閾値電圧測定部1
3が、各ゲート長Lに対する閾値電圧Vthの特性を求
めてVth−L特性保持部14に格納する。一方、上記
手順S3でチャンネル抵抗測定部15が、各ゲート長の
サンプル毎にゲートソース間電圧Vgsに対するチャン
ネル抵抗Rdの特性を測定してRd−Vgs特性保持部
16に格納する。
Next, in step S2, the threshold voltage measuring unit 1 is determined from the characteristics stored in the Id-Vgs characteristics holding unit 12.
3 obtains the characteristic of the threshold voltage Vth with respect to each gate length L and stores the characteristic in the Vth-L characteristic holding unit 14. On the other hand, in step S3, the channel resistance measuring unit 15 measures the characteristics of the channel resistance Rd with respect to the gate-source voltage Vgs for each sample of each gate length, and stores the characteristics in the Rd-Vgs characteristic holding unit 16.

【0034】次いで、上記手順4では、チャンネル抵抗
特性計算部17が、Vth−L特性およびRd−Vgs
特性から実効ゲートバイアス電圧Vge毎にゲート長L
に対するチャンネル抵抗Rdを計算してRd−L特性保
持部18に格納する。
Next, in the above procedure 4, the channel resistance characteristic calculator 17 calculates the Vth-L characteristic and the Rd-Vgs
From the characteristics, the gate length L for each effective gate bias voltage Vge
Is calculated and stored in the Rd-L characteristic holding unit 18.

【0035】チャンネル抵抗特性線形近似部20は、手
順S5において、このRd−L特性からチャンネル抵抗
のゲート長に対する測定値を実効ゲートバイアス電圧V
ge毎に最小二乗法を用いて線形近似した全体直線を求
める。
In step S5, the channel resistance characteristic linear approximation unit 20 calculates a measured value for the gate length of the channel resistance from the Rd-L characteristic based on the effective gate bias voltage V
An overall straight line that is linearly approximated using the least squares method is obtained for each ge.

【0036】図3は、Rd−L特性保持部18に格納さ
れる実効ゲートバイアス電圧Vge毎のゲート長Lに対
するチャンネル抵抗Rdの測定値のグラフに対して、実
効ゲートバイアス電圧Vge毎に線形近似した全体直線
の一例を記入したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a linear approximation for each effective gate bias voltage Vge with respect to a graph of the measured value of the channel resistance Rd with respect to the gate length L for each effective gate bias voltage Vge stored in the Rd-L characteristic holding unit 18. 5 is a graph in which an example of the entire straight line is entered.

【0037】上記手順S6では、ビンニング境界ゲート
長決定部30がビンニングによる境界ゲート長Lを、線
形近似した全体直線からチャンネル抵抗Rdの値がゲー
ト長L3以下で大幅に外れることにより、決定してい
る。
In the above step S6, the binning boundary gate length determination unit 30 determines the boundary gate length L by binning because the value of the channel resistance Rd deviates from the linearly approximated overall straight line by a value less than the gate length L3. I have.

【0038】この手順S6は、Rd−L特性および線形
近似した全体直線を画面にグラフ表示することにより、
全体直線から大幅に外れるチャンネル抵抗Rdの値を読
み取ることによりユーザによる判断が可能である。
In step S6, the Rd-L characteristic and the linearly approximated whole straight line are graphically displayed on a screen.
By reading the value of the channel resistance Rd, which deviates significantly from the entire straight line, the user can make a determination.

【0039】図3に示される例では、実効ゲートバイア
ス電圧Vge毎の、ゲート長Lに対するチャンネル抵抗
Rdの測定値がゲート長L3で線形近似した全体直線と
大幅に外れているので、ビンニング境界ゲート長決定部
30はビンニングの境界ゲート長をゲート長L4に決定
し、実効ゲートバイアス電圧Vge毎でゲート長L4以
上とゲート長L4以下との領域にビンを設定する。
In the example shown in FIG. 3, the measured value of the channel resistance Rd with respect to the gate length L for each effective gate bias voltage Vge is significantly different from the entire straight line linearly approximated by the gate length L 3, so that the binning boundary gate The length determining unit 30 determines the boundary gate length of the binning to be the gate length L4, and sets a bin in an area between the gate length L4 and the gate length L4 for each effective gate bias voltage Vge.

【0040】従って、上記手順S7では、ビン毎線形近
似部41は、ビンニング境界ゲート長決定部30で設定
されたビン毎にRd−L特性の実測値を線形近似した直
線を求める。次いで、ビン毎モデルパラメータ抽出部4
2が、ビン毎に線形近似した直線の傾斜値(傾き)およ
び切片から移動度および寄生抵抗の測定値を求め、関連
パラメータはこれら特性における測定値をモデル式に適
用することにより求められる。従って、各ビンにおいて
それぞれで、比較的単純なモデル式により高精度のモデ
ルパラメータを得ることができる。
Therefore, in step S7, the bin-by-bin linear approximation unit 41 obtains a straight line that linearly approximates the measured value of the Rd-L characteristic for each bin set by the binning boundary gate length determination unit 30. Next, a bin-based model parameter extraction unit 4
2 obtains the measured values of the mobility and the parasitic resistance from the slope value (slope) and intercept of the straight line linearly approximated for each bin, and the related parameters are obtained by applying the measured values of these characteristics to the model formula. Therefore, a highly accurate model parameter can be obtained for each bin by a relatively simple model formula.

【0041】次に、図4から図7までに図2を併せ参照
して境界ゲート長を自動的に計算で求めることができる
別の実施例について説明する。
Next, another embodiment in which the boundary gate length can be automatically calculated by referring to FIG. 2 will be described with reference to FIGS.

【0042】図4に示されるように、自動的な計算の便
宜のため、ここでは、上述したRd−L特性において求
める測定値として実効ゲートバイアス電圧Vgeの最高
電圧値の一つを選択している。最高電圧値とした理由
は、この電圧におけるチャンネル抵抗の測定誤差が、他
のより低い電圧値の場合と比較して小さいためである。
この結果、測定値計算または線形近似計算の量が少なく
て済み、処理が簡素化される。
As shown in FIG. 4, for convenience of automatic calculation, here, one of the highest voltage values of the effective gate bias voltage Vge is selected as a measured value to be obtained in the above-described Rd-L characteristic. I have. The reason for setting the highest voltage value is that the measurement error of the channel resistance at this voltage is smaller than that at other lower voltage values.
As a result, the amount of measurement value calculation or linear approximation calculation is reduced, and the process is simplified.

【0043】従って、図2におけるRd−L特性保持部
18は一つの実効ゲートバイアス電圧Vge対応のみで
よい。また、チャンネル抵抗特性線形近似部20は、最
高実効ゲートバイアス電圧Vgeに対する全ゲート長L
のRd−L特性の測定値を最小二乗法により線形近似
し、その全体直線の傾斜値を求める。
Therefore, the Rd-L characteristic holding section 18 in FIG. 2 needs to correspond to only one effective gate bias voltage Vge. The channel resistance characteristic linear approximation unit 20 calculates the total gate length L with respect to the maximum effective gate bias voltage Vge.
Are linearly approximated by the least squares method, and the slope value of the entire straight line is obtained.

【0044】図5には、ここで求められた全体直線の傾
斜値が実線で示されている。
FIG. 5 shows the inclination value of the entire straight line obtained here by a solid line.

【0045】次いで、ビンニング境界ゲート長決定部3
0がビンを設定するための境界ゲート長を決定する。
Next, the binning boundary gate length determining unit 3
0 determines the boundary gate length for setting the bin.

【0046】図6および図7に、図4および図5を併せ
参照して、この実施例における図1の手順S6およびビ
ンニング境界ゲート長決定部30について詳細を説明す
る。
The details of the procedure S6 of FIG. 1 and the binning boundary gate length determining unit 30 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7 and FIGS.

【0047】ビンニング境界ゲート長決定部30は、ビ
ンニング境界ゲート長を自動決定するため、図7に示さ
れるように、全体直線傾斜値計算部31、区間直線傾斜
値計算部32、傾斜値交差点検出部33、および境界ゲ
ート長決定部34により構成されているものとする。
As shown in FIG. 7, the binning boundary gate length determination unit 30 automatically determines the binning boundary gate length, and as shown in FIG. And a boundary gate length determination unit 34.

【0048】まず、全体直線傾斜値計算部31がチャン
ネル抵抗特性線形近似部20から最高電圧値の実効ゲー
トバイアス電圧Vgeに対する全体直線データを受けて
全体直線の傾斜値を計算(手順S11)する。また、他
方では、区間直線傾斜値計算部32は、Rd−L特性保
持部19が保持する図4に示されるようなRd−L特性
の測定値から、各ゲート長Lのチャンネル抵抗Rdの実
測値を隣接点毎に結んで得られた区間直線の傾斜値をそ
の中間のゲート長Lとして計算(手順S12)により求
める。
First, the overall straight line slope value calculator 31 receives the overall straight line data for the highest effective gate bias voltage Vge from the channel resistance characteristic linear approximation unit 20 and calculates the overall straight line slope value (step S11). On the other hand, the section linear slope value calculation unit 32 calculates the channel resistance Rd of each gate length L from the measured value of the Rd-L characteristic held by the Rd-L characteristic holding unit 19 as shown in FIG. The slope value of the section straight line obtained by connecting the values for each adjacent point is obtained as a middle gate length L by calculation (step S12).

【0049】図4には、最高実効ゲートバイアス電圧V
geに対する線形近似された全体直線が実線により示さ
れ、隣接する各ゲート長Lにおけるチャネル抵抗Rdの
実測値を連結した区間それぞれにおける区間直線が点線
により示されている。
FIG. 4 shows the maximum effective gate bias voltage V
The entire straight line that is linearly approximated to ge is indicated by a solid line, and the section straight lines in the sections connecting the measured values of the channel resistances Rd at adjacent gate lengths L are indicated by dotted lines.

【0050】図5には、全てのゲート長Lに対して全体
直線の傾斜値を示して結ぶ実線による直線と、区間直線
の中間のゲート長Lにおける区間直線の傾斜値それぞれ
を点線により結ぶ折れ線とが示されている。
FIG. 5 is a broken line connecting a straight line connecting all the gate lengths L with the slope values of the whole straight line and connecting the slope values of the section straight lines at the gate length L in the middle of the section straight lines with dotted lines. Are shown.

【0051】Rd−L特性のチャンネル抵抗測定値が滑
らかな曲線の場合、直線状を形成する部分が広い領域で
あり、ゲート長の小さい部分のみで、チャンネル抵抗の
値が急激に下がる。従って、図4に示される例のよう
に、ゲート長L5より大きな領域での傾斜値は全体直線
の傾斜値とほぼ同一である。他方、ゲート長L5より小
さな領域では、傾斜値が徐々に大きくなっている。この
ようにゲート長Lの小さな部分でチャネル抵抗の測定値
の低下量が徐々に大きくなることにより線形近似される
全体直線の傾斜値は大きくなる傾向にある。
When the measured channel resistance value of the Rd-L characteristic is a smooth curve, the portion forming a straight line is a wide area, and the channel resistance value drops sharply only in the portion having a small gate length. Therefore, as in the example shown in FIG. 4, the slope value in a region larger than the gate length L5 is almost the same as the slope value of the whole straight line. On the other hand, in a region smaller than the gate length L5, the inclination value gradually increases. As described above, the slope value of the entire straight line, which is linearly approximated, tends to increase as the amount of decrease in the measured value of the channel resistance gradually increases in the small portion of the gate length L.

【0052】このため、典型的な状態としては、図4お
よび図5に示されるように、全体直線の傾斜値と比較し
て、ゲート長L5以上の領域では少な目の傾斜値であ
り、ゲート長L4以下では徐々に大きくなる。
For this reason, as a typical state, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, as compared with the inclination value of the whole straight line, the inclination value is smaller in the region longer than the gate length L5. Below L4, it gradually increases.

【0053】従って、図6のフローチャートに戻れば、
傾斜値交差点検出部33は、全体直線傾斜値計算部31
の全体直線傾斜値と区間直線傾斜値計算部32の傾斜値
とを受け、図5の例においては、区間直線傾斜値が全体
傾斜値を横切る測定点のゲート長L5を検出(手順S1
3)することになる。
Therefore, returning to the flowchart of FIG.
The inclination value intersection detection unit 33 includes an overall straight line inclination value calculation unit 31.
In the example of FIG. 5, the gate length L5 of the measurement point at which the section linear inclination value crosses the entire inclination value is detected (step S1).
3) will do.

【0054】図5の例のように、傾斜値で横切る個所が
ゲート長L5の一個所(手順S14のYES)であれ
ば、境界ゲート長決定部34は、ビンニングの境界をこ
のゲート長L5に決定(手順S15)できる。従って、
ビン毎モデルパラメータ抽出部40では、このビンニン
グの境界ゲート長L5を受け、このゲート長L5に基づ
いて一段下のゲート長L4以上と以下とのビン毎のモデ
ルパラメータを抽出することができる。この結果、モデ
ルパラメータの高精度が期待できる。
As shown in the example of FIG. 5, if the location crossing the slope value is one location of the gate length L5 (YES in step S14), the boundary gate length determination unit 34 sets the binning boundary to this gate length L5. It can be determined (procedure S15). Therefore,
The bin-by-bin model parameter extracting unit 40 receives the binning boundary gate length L5, and based on the gate length L5, can extract a model parameter for each bin, that is, a gate length L4 equal to or larger than the next lower gate length L4. As a result, high accuracy of the model parameters can be expected.

【0055】しかし、図8および図9に示されるよう
に、隣接点の傾斜値が全体直線の傾斜値に対してばらつ
いている場合には、自動計算では更に別の条件を付加す
る必要がある。このような場合、すなわち、手順S14
が「NO」の場合には、ビンニングをユーザの判断に任
せてもよいので、ビンニング境界ゲート長決定部30は
「ユーザ任せ」を出力することができる。
However, as shown in FIGS. 8 and 9, when the inclination value of the adjacent point varies with respect to the inclination value of the whole straight line, it is necessary to add another condition in the automatic calculation. . In such a case, that is, the procedure S14
Is “NO”, the binning may be left to the user's judgment, so that the binning boundary gate length determining unit 30 can output “user left”.

【0056】上述したように、MOSFETのチャンネ
ル抵抗Rdがゲート長Lに対して直線性を示すという公
知の特性に対し、ゲート長Lの小さな領域でチャンネル
抵抗Rdが全体のゲート長に対する直線性に対して外れ
ていく事実があることを利用し、直線性に対して外れて
行く領域を単純にビンニングすることにより、高精度の
モデルパラメータを抽出することができる。ビンニング
した後、ビン毎に線形近似できるので、複雑なモデル式
を用いる必要がなく、自動的な計算の単純化も可能であ
る。
As described above, in contrast to the well-known characteristic that the channel resistance Rd of the MOSFET shows linearity with respect to the gate length L, the channel resistance Rd has a linearity with respect to the entire gate length in a region where the gate length L is small. By taking advantage of the fact that it deviates from the linearity, simply binning the region deviating from the linearity, it is possible to extract highly accurate model parameters. After binning, since linear approximation can be performed for each bin, there is no need to use a complicated model formula, and automatic calculation can be simplified.

【0057】また、上記説明では、検出された境界ゲー
ト長以上の領域に対しても、新たなビンとしてビン毎の
線形近似を行なって高精度を確保したが、全体のゲート
長に対する線形近似式が上記領域に対して高精度を確保
できるならば、計算処理の簡略化のために、全体のゲー
ト長により線形近似した全体直線をそのまま適用しても
よい。
Further, in the above description, linear approximation is performed for each bin as a new bin even in a region longer than the detected boundary gate length to ensure high accuracy. However, a linear approximation formula for the entire gate length is obtained. If high accuracy can be ensured for the above region, an entire straight line that is linearly approximated with the entire gate length may be applied as it is to simplify the calculation process.

【0058】上記記載では、機能ブロックまたはフロー
チャートを図示し参照して説明したが、機能の分散併合
または手順の前後入れ替え、平行動作などによる変更は
上記機能を満たす限り自由であり、上記説明が本発明を
限定するものではない。
In the above description, the functional blocks or flowcharts have been illustrated and described. However, the functions can be freely distributed or merged, or the procedures can be interchanged by changing the order of the procedures or parallel operations as long as the above functions are satisfied. It does not limit the invention.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
精度なモデルパラメータをビンニング境界の単純な設定
により抽出できるという効果を得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an effect that highly accurate model parameters can be extracted by simply setting a binning boundary.

【0060】その理由は、基本パラメータである移動
度、寄生抵抗に関連するパラメータの抽出に用いる直線
がチャンネル抵抗Rdのゲート長Lに対する特性を線形
近似するので、チャンネル抵抗Rdの全てのゲート長L
に対する特性を線形近似した全体直線からチャンネル抵
抗Rdの測定値が大きく外れたゲート長Lに基づいて、
ビンニングの境界ゲート長が決定できるからである。
The reason is that a straight line used for extracting parameters relating to the mobility and the parasitic resistance, which are basic parameters, linearly approximates the characteristics of the channel resistance Rd with respect to the gate length L.
Based on the gate length L where the measured value of the channel resistance Rd deviates greatly from the overall straight line obtained by linearly approximating the characteristic with respect to
This is because the binning boundary gate length can be determined.

【0061】具体的には、チャンネル抵抗Rdの隣接す
る測定値を結ぶ区間直線の傾斜値が全体直線の傾斜値を
越える測定点のゲート長Lに基づいてビンの領域の境界
が決定できるからであり、決定されたビン毎にチャンネ
ル抵抗の測定値から移動度および寄生抵抗の測定値をモ
デル式に精度よくフィッティングできるのでMOSFE
Tの基本パラメータである移動度・寄生抵抗関連パラメ
ータを高精度に抽出できるからである。
Specifically, the boundary of the bin area can be determined based on the gate length L of the measurement point where the slope value of the section straight line connecting adjacent measured values of the channel resistance Rd exceeds the slope value of the entire straight line. Since the measured values of the mobility and the parasitic resistance can be accurately fitted to the model formula from the measured values of the channel resistance for each determined bin, the MOSFE
This is because parameters relating to mobility and parasitic resistance, which are basic parameters of T, can be extracted with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における処理手順の実施の一形態を示す
フローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating an embodiment of a processing procedure according to the present invention.

【図2】本発明の実施の一形態を示すシステム構成図で
ある。
FIG. 2 is a system configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】Rd−L特性の一形態を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing one form of Rd-L characteristics.

【図4】本発明におけるビンの境界ゲート長LをRd−
L特性から決定する実施の一形態を説明するグラフであ
る。
FIG. 4 shows that the boundary gate length L of a bin is Rd−
9 is a graph illustrating an embodiment determined from L characteristics.

【図5】本発明におけるビンの境界ゲート長Lを線形近
似した全体直線の傾斜値に基づいて決定する実施の一形
態を説明するグラフである。
FIG. 5 is a graph illustrating an embodiment of the present invention in which a boundary gate length L of a bin is determined based on an inclination value of an entire straight line obtained by linearly approximating the boundary gate length L.

【図6】図5を実現する処理手順の実施の一形態を示す
フローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an embodiment of a processing procedure for realizing FIG. 5;

【図7】図6における実施の一形態を示すシステム構成
図である。
FIG. 7 is a system configuration diagram showing one embodiment of FIG. 6;

【図8】図4とは別のビンの境界ゲート長Lを決定する
実施の一形態を説明するグラフである。
FIG. 8 is a graph illustrating an embodiment for determining a boundary gate length L of another bin different from FIG. 4;

【図9】図5とは別のビンの境界ゲート長Lを決定する
実施の一形態を説明するグラフである。
FIG. 9 is a graph illustrating an embodiment for determining a boundary gate length L of another bin different from FIG. 5;

【図10】従来の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an example of the related art.

【図11】従来の一例を示すシステム構成図である。FIG. 11 is a system configuration diagram showing an example of the related art.

【図12】Rd−L特性に線形近似した直線を記入した
一例を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing an example in which a straight line linearly approximated to the Rd-L characteristic is entered.

【図13】ビンニングの一例を説明するグラフである。FIG. 13 is a graph illustrating an example of binning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ドレイン電流測定部 11 Id−Vds特性保持部 12 Id−Vgs特性保持部 13 閾値電圧測定部 14 Vth−L特性保持部 15 チャンネル抵抗測定部 16 Rd−Vgs特性保持部 17 チャンネル抵抗特性計算部 18 Rd−L特性保持部 20 チャネル抵抗特性線形近似部 30 ビンニング境界ゲート長決定部 31 全体直線傾斜値計算部 32 区間直線傾斜値計算部 33 傾斜値交差点検出部 34 境界ゲート長決定部 41 ビン毎線形近似部 42 ビン毎モデルパラメータ抽出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Drain current measurement part 11 Id-Vds characteristic holding part 12 Id-Vgs characteristic holding part 13 Threshold voltage measuring part 14 Vth-L characteristic holding part 15 Channel resistance measuring part 16 Rd-Vgs characteristic holding part 17 Channel resistance characteristic calculating part 18 Rd-L characteristic holding unit 20 Channel resistance characteristic linear approximation unit 30 Binning boundary gate length determination unit 31 Overall linear inclination value calculation unit 32 Section linear inclination value calculation unit 33 Inclination value intersection detection unit 34 Boundary gate length determination unit 41 Bin-by-bin linear Approximator 42 Model parameter extractor for each bin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/00

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲート長の異なるMOSFETの直流電
流電圧特性を測定し、この直流電圧特性から閾値電圧お
よびチャンネル抵抗値を測定し、これら閾値電圧および
チャンネル抵抗値からチャンネル抵抗値のゲート長に対
する特性の測定値を計算してゲート長に対しての線形処
理を実効ゲートバイアス電圧毎に行なうことによりモデ
ルパラメータを抽出するモデルパラメータ抽出方法にお
いて、チャンネル抵抗の測定値がチャンネル抵抗を全て
のゲート長に対して予め選択された少なくとも一つの実
効ゲートバイアス電圧毎に線形近似した全体直線より大
きく外れた個所におけるゲート長を境界ゲート長として
検出し、この境界ゲート長に基づいた境界を有する領域
をビンとして決定し、各ビン毎に線形処理を行なってモ
デルパラメータを抽出することを特徴とするモデルパラ
メータ抽出方法。
A DC current-voltage characteristic of MOSFETs having different gate lengths is measured, a threshold voltage and a channel resistance value are measured from the DC voltage characteristic, and a characteristic of the channel resistance value with respect to the gate length is determined from the threshold voltage and the channel resistance value. In the model parameter extraction method of extracting the model parameters by calculating the measured value of and performing the linear processing on the gate length for each effective gate bias voltage, the measured value of the channel resistance is obtained by converting the channel resistance to all gate lengths. On the other hand, a gate length at a location that deviates greatly from the whole straight line that is linearly approximated for each of at least one effective gate bias voltage selected in advance is detected as a boundary gate length, and a region having a boundary based on this boundary gate length is defined as a bin. Is determined, and linear processing is performed for each bin to extract model parameters. A method for extracting model parameters, which comprises:
【請求項2】 請求項1において、予め選択された少な
くとも一つの実効ゲートバイアス電圧は、最高電圧を有
する一つの実効ゲートバイアス電圧であることを特徴と
するモデルパラメータ抽出方法。
2. The method according to claim 1, wherein the at least one preselected effective gate bias voltage is a single effective gate bias voltage having the highest voltage.
【請求項3】 請求項1において、境界ゲート長は、一
つの実効ゲートバイアス電圧で、隣接したゲート長にお
けるチャンネル抵抗の測定点を結ぶ区間直線の傾斜値を
計算し、この隣接する傾斜値が前記実効ゲートバイアス
電圧のゲート長全体におけるチャンネル抵抗の測定点に
対して線形近似した全体直線の傾斜値を横切る測定点に
基づくゲート長であることを特徴とするモデルパラメー
タ抽出方法。
3. The boundary gate length according to claim 1, wherein the slope value of a section straight line connecting measurement points of channel resistance at adjacent gate lengths is calculated with one effective gate bias voltage. A model parameter extraction method, characterized in that the gate length is based on a measurement point that crosses a slope value of an overall straight line that is linearly approximated to a measurement point of a channel resistance in the entire gate length of the effective gate bias voltage.
【請求項4】 請求項1において、ビンは、一つの実効
ゲートバイアス電圧で、チャンネル抵抗の測定点が線形
近似した全体直線より低く変化した領域であることを特
徴とするモデルパラメータ抽出方法。
4. The model parameter extracting method according to claim 1, wherein the bin is an area where the measurement point of the channel resistance changes lower than a linear approximation with one effective gate bias voltage.
【請求項5】 ゲート長の異なるMOSFETの直流電
流電圧特性を測定する電流電圧特性測定部と、測定した
直流電圧特性から閾値電圧の測定値を計算する閾値電圧
測定部と、測定した直流電圧特性からチャンネル抵抗の
測定値を計算するチャンネル抵抗測定部と、これら測定
された閾値電圧およびチャンネル抵抗値からチャンネル
抵抗値のゲート長に対する特性の測定値を計算するチャ
ンネル抵抗特性計算部と、ゲート長に対しての線形処理
を実効ゲートバイアス電圧毎に行なって線形近似した直
線を求めるチャンネル抵抗特性線形近似部とを備え、求
められた直線からモデルパラメータを抽出するモデルパ
ラメータ抽出方式において、チャンネル抵抗の測定値が
チャンネル抵抗を全てのゲート長に対して予め選択され
た少なくとも一つの実効ゲートバイアス電圧毎に線形近
似した全体直線より大きく外れた個所におけるゲート長
を境界ゲート長とし、この境界ゲート長に基づいた境界
を有する領域をビンとして決定するビンニング境界決定
部と、決定された各ビン毎に前記線形処理を行なってモ
デルパラメータを抽出するビン毎モデルパラメータ抽出
部とを備えることを特徴とするモデルパラメータ抽出方
式。
5. A current-voltage characteristic measuring section for measuring DC current-voltage characteristics of MOSFETs having different gate lengths, a threshold voltage measuring section for calculating a measured value of a threshold voltage from the measured DC voltage characteristics, and a measured DC voltage characteristic. A channel resistance measurement unit that calculates a measured value of the channel resistance from the channel resistance; a channel resistance characteristic calculation unit that calculates a measured value of the characteristic of the channel resistance value with respect to the gate length from the measured threshold voltage and the channel resistance value; A channel resistance characteristic linear approximation unit for performing a linear process on each effective gate bias voltage to obtain a linearly approximated straight line, and measuring a channel resistance in a model parameter extraction method of extracting a model parameter from the obtained straight line. The value is a channel resistance that is at least one preselected for all gate lengths. A binning boundary determining unit that determines a gate length at a location that deviates greatly from an entire straight line that is linearly approximated for each effective gate bias voltage as a boundary gate length, and determines a region having a boundary based on the boundary gate length as a bin, A bin-by-bin model parameter extraction unit for extracting the model parameters by performing the linear processing for each bin.
【請求項6】 請求項5において、予め選択された少な
くとも一つの実効ゲートバイアス電圧は、最高電圧を有
する一つの実効ゲートバイアス電圧であることを特徴と
するモデルパラメータ抽出方式。
6. The model parameter extraction method according to claim 5, wherein the at least one preselected effective gate bias voltage is one effective gate bias voltage having the highest voltage.
【請求項7】 請求項5において、ビンニング境界決定
部は、実効ゲートバイアス電圧それぞれにおいて隣接し
たゲート長におけるチャンネル抵抗の測定点を結ぶ区間
直線の傾斜値を計算し、隣接する区間直線の傾斜値が前
記実効ゲートバイアス電圧それぞれの全体に対して線形
近似した全体直線の傾斜値を横切る測定点に基づくゲー
ト長を境界ゲート長として決定することを特徴とするモ
デルパラメータ抽出方式。
7. The binning boundary determination unit according to claim 5, wherein the slope value of a section straight line connecting measurement points of channel resistance at adjacent gate lengths at each effective gate bias voltage is calculated, and the slope value of the adjacent section straight line is calculated. Determining a gate length based on a measurement point crossing a slope value of an entire straight line linearly approximated to each of the effective gate bias voltages as a boundary gate length.
【請求項8】 請求項5において、ビンニング境界決定
部は、前記チャンネル抵抗特性計算部で計算されたチャ
ンネル抵抗値のゲート長に対する特性の測定値が前記チ
ャンネル抵抗特性線形近似部で求められた全体直線より
低く変化するゲート長の領域を前記ビンと決定すること
を特徴とするモデルパラメータ抽出方式。
8. The binning boundary determination unit according to claim 5, wherein the measured value of the characteristic of the channel resistance value with respect to the gate length calculated by the channel resistance characteristic calculation unit is obtained by the channel resistance characteristic linear approximation unit. A model parameter extraction method, wherein an area having a gate length that changes lower than a straight line is determined as the bin.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001338986A (en) * 2000-05-26 2001-12-07 Nec Corp Method and device for overlapping length extraction of misfet, and record medium storing extraction program
JP2005235820A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 System Mori Kk Method of calculating model formula of circuit simulation
JP2010122946A (en) * 2008-11-20 2010-06-03 Nec Electronics Corp Model parameter extractor and model parameter extraction program for semiconductor device model

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001338986A (en) * 2000-05-26 2001-12-07 Nec Corp Method and device for overlapping length extraction of misfet, and record medium storing extraction program
JP2005235820A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 System Mori Kk Method of calculating model formula of circuit simulation
JP2010122946A (en) * 2008-11-20 2010-06-03 Nec Electronics Corp Model parameter extractor and model parameter extraction program for semiconductor device model
US8380479B2 (en) 2008-11-20 2013-02-19 Renesas Electronics Corporation Model parameter extracting apparatus and model parameter extracting program for semiconductor device model

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