[发明专利]MOS器件的STI应力效应建模方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及器件提参建模技术领域，特别涉及一种MOS器件的STI应力效应建模方法及装置。

背景技术

随着集成电路设计的复杂度越来越高，尺寸越来越小，使得隔离技术在集成电路制造中的作用越来越重要。CMOS工艺下的隔离技术主要包括介质材料隔离和反向PN结隔离等，其中介质材料隔离在消除寄生晶体管，降低工作电容，以及抑制MOS管的闩锁效应等方面均有出色表现。在3-0.35μm的工艺中，局部氧化（LOCOS）工艺被广泛使用，但是这种工艺有着自身的缺陷：（1）鸟嘴结构使场二氧化硅侵入有源区；（2）场氧注入在高温过程中发生再分布，引起有源器件的窄宽度效应；（3）场二氧化硅在窄隔离区变薄；（4）不平坦的表面形状。这些缺陷在进入到0.18μm及以下工艺节点时候显得尤为突出，使得LOCOS工艺已经不适用。随着器件由深亚微米向纳米发展，浅沟槽隔离（STI）技术已经替代LOCOS技术成为主流的隔离技术。STI技术与LOCOS技术相比，不仅具有完全无鸟嘴，完全平坦化，良好的抗闩锁等优点，而且STI技术可以回避高温工艺，减小了结间距和结电容，保证了有源区的面积，提高了集成度。

随着器件有源区面积的减小，STI应力对器件性能的影响将不可忽略，使得器件的性能与器件有源区的面积以及器件在有源区的位置强烈相关，它不仅对器件阈值电压产生影响，对器件的载流子迁移率也将产生影响。目前商用的MOSFET标准模型BSIM4对STI应力效应进行了建模，主要包括应力对阈值电压和迁移率的影响。经研究发现，温度对STI应力效应有很大影响，低温会增强STI应力，进而加剧对器件性能的影响，而这一点在标准模型BSIM4未得到充分考虑，使得提取的模型参数不够精确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高提取的模型参数更加精确的MOS器件的STI应力效应建模方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明的一个方面提供了一种MOS器件的STI应力效应建模方法，包括：在BSIM4的模型参数中引入影响MOS器件的STI应力效应的温度参数，建立所述MOS器件的STI应力效应随温度参数变化的函数；

根据无STI应力时的MOS器件的输出特性以及转移特性，提取常温状态下MOS器件的模型参数Model1；

以模型参数Model1为基础，提取常温状态下STI应力对MOS器件性能影响的参数，提取后的模型参数标记为Model2；

以模型参数Model2为基础，提取非常温状态下所述MOS器件的STI应力效应随温度参数变化的函数中所述MOS器件的拟合参数，获得最终模型参数。

进一步地，当无STI应力时，所述MOS器件的源端有源区宽度、源端有源区基准宽度、漏端有源区宽度与漏端有源区基准宽度均相等。

进一步地，所述以模型参数Model1为基础，提取常温状态下STI应力对MOS器件性能影响的参数，提取后的模型参数标记为Model2的具体步骤包括：

获取不同的源端有源区宽度及漏端有源区宽度的MOS器件的输出特性以及转移特性；

根据获取的所述MOS器件的输出特性、转移特性及模型参数Model1，提取常温状态下STI应力对MOS器件性能影响的参数，提取后的模型参数标记为Model2。

进一步地，所述以模型参数Model2为基础，提取非常温状态下所述MOS器件的STI应力效应随温度参数变化的函数中所述MOS器件的拟合参数，获得最终模型参数的具体步骤包括：

获取非常温状态下不同的源端有源区宽度及漏端有源区宽度的MOS器件的输出特性以及转移特性；

根据获取的所述MOS器件的输出特性、转移特性及模型参数Model2，提取所述MOS器件的STI应力效应随温度参数变化的函数中所述MOS器件的拟合参数kua1和kub1，获得最终模型参数。

本发明的另一个方面，提供了一种MOS器件的STI应力效应建模装置，包括：

第一模块、第二模块、第三模块及第四模块；

所述第一模块用于在BSIM4的模型参数中引入影响MOS器件的STI应力效应的温度参数，建立所述MOS器件的STI应力效应随温度参数变化的函数；

所述第二模块用于根据无STI应力时的MOS器件的输出特性以及转移特性，提取常温状态下MOS器件的模型参数Model1；

所述第三模块用于以模型参数Model1为基础，提取常温状态下STI应力对MOS器件性能影响的参数，提取后的模型参数标记为Model2；