[发明专利]一种采用温度模型进行曲线拟合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件表征或建模领域，尤其涉及一种采用温度模型进行曲线拟合的方法。

背景技术

随着集成电路工艺技术的进步，CMOS器件的关键尺寸越来越小，器件的二级效应对器件特性的影响也越来越大。常规的全局模型(global model，如BSIM4)已经很难准确表征器件特性，于是业界开始大量使用局部参数(binning)来提高建模过程中的曲线拟合精度。这种引入局部参数的方法对于器件的常温(25℃)特性曲线拟合很有帮助。但是对于温度效应，常规模型通常是基于已发现的半导体物理机制，只提供了少量的温度效应参数，如半导体本征载流子、阈值电压、载流子的迁移率和漂移速度等随温度的变化系数，紧凑型模型(compact model)提供了较为完善的解析公式，因此实际测量的器件特性曲线可以拟合很好。但是对于一些温度效应，甚至反常的温度效应，如先进CMOS工艺中特有的温度反型效应(temperature inversion effect)，如果仍然采用常规紧凑型模型，拟合精度较差，甚至无法拟合，因此在高温和低温状态下的器件曲线拟合常常较为困难，对模型的精度带来很大的损失。

中国专利(CN102385647B)公开了一种建立MOSFET模型的方法，该方法包括1、以所述MOSFET的栅极长度和栅极宽度为坐标轴建立坐标系，并在所述坐标系的整个器件尺寸阵列中提取全局模型；2、将所述步骤1所提取的全局模型中的参数Dvt0、Dvt1、Dvt2、nlx、prwg、prwb、k3、k3b、w0、dwg、dwb、b0、b1、l1、lw、lw1、ww、w1、ww1都设置为0；3、以所述步骤2所提取的全局模型为基础，提取所述器件尺寸阵列中所有MOSFET器件的单模型；4、提取分块模型。

该专利该方法用全局的方法建立分块模型，结合了全局模型和分块模型的优点，在消除参数不连续的同时还具有很好的模型精度，并且能快速建立模型。但并没有解决高温和低温状态下的器件曲线拟合困难，给模型的精度带来很大的损失的问题。

中国专利(CN102214260A)公开了一种对半导体器件进行提参建模的方法，该方法包括：用半导体参数测试仪对半导体器件进行测试，得到该半导体器件的原始数据；用提参软件从该半导体器件的原始数据中提取参数，得到旧模型参数；在得到的旧模型参数中加入宏模型，形成含有未知参数的准新模型；获取新模型参数，将该新模型参数加入到含有未知参数的准新模型中，形成新模型。

该专利使用了宏模型，实现了对新加模型参数提取的自动化，从而使得复杂的提参建模变的更加简单和高效。但并没有解决高温和低温状态下的器件曲线拟合困难，给模型的精度带来很大的损失的问题。

发明内容

本发明为解决高温和低温状态下的器件曲线拟合困难，给模型的精度带来很大损失的问题，从而提供一种采用温度模型进行曲线拟合的方法的技术方案。

本发明所述一种采用温度模型进行曲线拟合的方法，包括下述步骤：

步骤1.分别测量器件在预设温度范围内的特性曲线；

步骤2.根据所述特性曲线，获取温度系数；

步骤3.根据所述温度系数建立温度效应模型；

步骤4.根据所述温度效应模型对所述器件的特性曲线进行曲线拟合，获得曲线拟合精度；

步骤5.判断拟合后的曲线拟合精度是否在所述器件的测试特性曲线预设精度范围内，若是，结束；若否，执行步骤3。

优选的，步骤1中所述预设温度范围为：-40℃～125℃。

优选的，步骤1中所述特性曲线包括：MOS管的转移特性曲线、MOS管输出特性曲线、跨导特性曲线、输出电阻、输出电导特性曲线和栅电流特性曲线。

优选的，步骤2中所述温度系数为：阈值电压温度系数、线性电流温度系数、饱和电流温度系数、泄漏电流温度系数、跨导温度系数、输出电阻温度系数、电导温度系数和栅电流温度系数。

优选的，步骤4中进行曲线拟合的具体过程为：根据所述温度效应模型进行仿真获得所述器件的特性曲线，将所述特性曲线与所述器件的测试曲线进行比较，获得曲线拟合精度。

优选的，步骤5中所述预设精度为：所述仿真特性曲线与所述测试曲线进行比较，获得的误差，所述误差小于等于5％。

本发明的有益效果：

本发明通过对测量器件在预设温度范围内的特性曲线，使得器件在温度为:-40℃～125℃下的器件曲线拟合更为准确,大幅度提高器件模型在高低温条件下工作的精度。

附图说明

图1为本发明所述采用温度模型进行曲线拟合的方法流程图。