[发明专利]一种MOS晶体管NBTI效应R-D模型参数提取方法

权利要求书

1.一种MOS晶体管NBTI效应R-D模型参数提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

线性变换确定拟合区间步骤：对测试数据的坐标系进行转换，并根据坐标轴的线性趋势选择曲线拟合区间；

粗略提取模型参数所在范围步骤：设置待拟合的模型参数，将R-D模型的非线性曲线利用线性变换转化为线性曲线，将线性曲线按线性拟合后得到方程组，解方程组得到模型参数的第一组解；调整所述模型参数，再得到模型参数的第二组解；由参数的两组解确定每个参数的范围；

精确提取步骤：利用遗传算法进行参数优化，确定目标函数，再由每个模型参数已经得到的范围设定约束条件，最后执行算法计算得到模型参数的精确值；

在所述拟合区间内提取所述R-D模型参数的取值范围包括如下步骤：

步骤a1：对晶体管在不同应力条件下进行NBTI退化测试，得到多组在不同应力条件下的关于晶体管阈值电压随时间变化的退化值；

步骤a2：令R-D模型中时间指数n的值为1/6，再根据每组所述退化值进行线性转换后分别拟合出参数值；

步骤a3：利用所述模型参数表达式与拟合出的参数值计算得到所述模型参数的第一组解；

步骤a4：令R-D模型中时间指数n的值为1/4，重复步骤a2，a3得到第二组解；

步骤a5：根据两组解确定参数解的范围，每个参数解的范围要求包括两个解所在的区间。

2.如权利要求1所述的MOS晶体管NBTI效应R-D模型参数提取方法，其特征在于，所述要拟合的模型参数包括时间指数n，常数K，H/H²的激活能，H/H²的扩散系数C和工艺技术参数E0。

3.如权利要求1所述的MOS晶体管NBTI效应R-D模型参数提取方法，其特征在于，在所述拟合区间内提取所述R-D模型参数的精确值包括如下步骤：

步骤b1：确定目标函数，所述目标函数以如下公式表示：

式中，T表示晶体管工作的环境温度，Vgs表示晶体管栅极到源极的偏压，t表示阈值电压退化的时间，ΔVth_mea,t表示阈值电压退化的测量值，ΔVth_sim,t表示阈值电压退化的模拟值，Ea表示氢气或者氢原子在硅中的激活能；

步骤b2：根据步骤a5中得到的参数值的范围确定每个参数值的约束条件；

步骤b3：利用遗传算法进行计算优化的参数。

4.如权利要求1所述的MOS晶体管NBTI效应R-D模型参数提取方法，其特征在于，在精确提取步骤之后进一步包括：

模型评估步骤：将最终得到的所述模型参数返回所述R-D模型中进行拟合，求解拟合结果与所述测试数据之间的标准差以及确定系数来判定拟合优良。