[发明专利]二极管多种仿真器格式的SPICE模型建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及二极管模型的建模方法领域，尤其是一种二极管多种仿真器格式的SPICE模型建模方法。

背景技术

二极管是半导体集成电路中一种重要的半导体器件，它在集成电路工艺领域中被广泛的应用。为了预测二极管器件在其所处的环境中的性能和可靠性，需要对二极管进行仿真。

SPICE(simulation program with integrated circuit emphasis)为是由美国加州大学伯克莉分校于1972年开发的电路仿真程序。随后，版本不断更新，功能不断增强和完善。1988年SPICE被定为美国国家工业标准。它可以对众多元器件进行仿真分析。在提取二极管SPICE模型的过程中，一般需提取适用于不同仿真器格式的模型。

目前工业界普遍采用的两种仿真器格式为HSPICE和SPECTRE。这两种仿真器在二极管模型的等效电路、计算公式、仿真处理等方面都存在很大的差异。

在HSPICE仿真器二极管SPICE模型中，只有IK一个模型参数可用来拟合大电流注入区域扭曲电流的特性。就HSPICE仿真器而言，其二极管SPICE模型在拟合大电流注入区域扭曲电流特性时，拟合能力有较大的局限性。在SPECTRE仿真器二极管SPICE模型中，有IK和IKP两个模型参数分别描述面积型和周长型二极管在大电流注入区域扭曲电流的特性。这个特点提高了SPECTRE仿真器的二极管SPICE模型的拟合能力。

通常建模工程师普遍采取对同一种二极管分别独立地进行HSPICE和SPECTRE两种仿真器格式的模型参数的提取。采用现有的这种二极管多种仿真器格式的SPICE模型建模方法，尽管最终对两种仿真器格式的模型参数都能分别得到较好的模型仿真和测试结果之间的拟合性，但是却破坏了同一种二极管HSPICE仿真器格式的模型参数和SPECTRE仿真器格式的模型参数的兼容性。同时，二极管的建模效率也受到较大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种二极管多种仿真器格式的SPICE模型建模方法，能够提高不同仿真器格式的二极管模型的建模效率，保证不同仿真器格式的二极管模型参数之间的兼容性。

为解决上述技术问题，本发明二极管多种仿真器格式的SPICE模型建模方法所采用的技术方案是，第一步，对需要建模的二极管进行HSPICE仿真器格式的二极管模型参数提取，在二极管小电流注入区域提取二极管面积部分的饱和电流参数JS、二极管周长部分的饱和电流参数JSW和二极管的电流复合系数N，在二极管大电流注入区域提取二极管大电流注入时发生电流扭曲的模型参数IK、以及二极管的串联电阻RS，在二极管反向电流工作区域，提取二极管的击穿电压VB和二极管的击穿电流IBV。第二步，将HSPICE仿真器格式的重要参数：二极管面积部分的饱和电流参数JS、二极管周长部分的饱和电流参数JSW、二极管大电流注入时发生电流扭曲的模型参数IK、二极管的击穿电压VB、二极管的击穿电流IBV、二极管的电流复合系数N、二极管的串联电阻RS直接转换为对应的SPECTRE仿真器格式的二极管模型参数，进行SPECTRE仿真器格式的非大电流注入区域的二极管模型参数提取。第三步，在第二步中提取的SPECTRE仿真格式二极管模型参数基础上增加二极管周长部分在大电流注入时发生电流扭曲的模型参数IKP作为模型参数，进行SPECTRE仿真器格式的大电流注入区域的二极管模型参数提取。第四步，优化IKP的数值。

本发明中二极管多种仿真器格式的SPICE模型建模方法，在得到二极管HSPICE仿真器格式的模型参数后，增加SPECTRE仿真器所特殊设置的模型参数，即：二极管周长部分在大电流注入时发生电流扭曲的模型参数IKP，而其他所有的模型参数都照搬对应的HSPICE仿真器格式的二极管模型参数。本发明可以在短时间内得到具有较好的仿真结果与测试数据拟合性的SPECTRE仿真器格式的二极管SPICE模型。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明流程示意图；

图2为本发明实施例流程示意图。

具体实施方式