[发明专利]扩散电阻的建模方法

说明书

本发明公开了一种扩散电阻的建模方法，建模过程包括：步骤一、进行体效应系数提取：步骤11、提供一个用于测试的所述扩散电阻；步骤12、在第三电极上加第一电压并对扩散电阻的进行测量得到第一测量电阻，在多个第一电压下测量得到多个第一测量电阻；步骤13、形成由第二电压差和第一测量电阻组成的第一曲线，通过第一曲线提取出体效应系数。本发明能准确模拟寄生体二极管的体偏置对仿真电阻的影响，还能模拟体效应的几何效应，从而能提高模型精度。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种扩散电阻的建模方法。

背景技术

在半导体集成电路中，有些电阻，如阱和扩散电阻，在衬底和阱之间有寄生二极管。因此，现有方法会在扩散电阻的电路模型中加入寄生二极管，如图1所示，是现有扩散电阻的含寄生体二极管的电路模型结构图，电路模型中包括：

形成于半导体衬底如硅衬底1上的扩散电阻，扩散电阻分成了第一接触端电阻R1c和第二接触端电阻R1d，主体电阻R1a和R1b。第一接触端电阻R1c和第二接触端电阻R1d为对称设置，主体电阻R1a和R1b相等。

三个寄生二极管2，寄生二极管2分别设置在第一接触端、第二接触端以及主体电阻R1a和R1b之间。

图1的模型中通过在子电路中添加寄生二极管，能反映器件的某些特性，但没有反映体偏压对电阻值的影响。

如图2A所示，是现有扩散电阻在没有衬底偏压时的结构示意图；在N型半导体衬底1上形成有P型掺杂区3，在P型掺杂区3的两端分别形成有P+掺杂的第一接触区4a和P+掺杂的第二接触区4b；在半导体衬底1的表面形成有N+掺杂的第三接触区5。所述第一接触区4a连接到第一电极；所述第二接触区4b连接到第二电极；所述第三接触区5连接到第三电极；第一电极和第二电极为两个端电压电极，第三电极为体偏置电极。

图1中，第一接触端电阻R1c对应于第一接触区4a的电阻，第二接触端电阻R1d对应于第二接触区4b的电阻,主体电阻R1a和R1b对应于P型掺杂区3的左右两半的电阻。寄生二极管2对应于P型掺杂区3和半导体衬底1之间形成的二极管。

电阻值的公式为：R＝ρ×L/(W×H)；

其中，R表示电阻值，ρ表示电阻率，L表示电阻的长度，W表示电阻的高度，H表示电阻的高度。

一般来说，集成电路中的电阻高度即H是固定的，故将公式简化为：

R＝Rsh×L/W；

Rsh表示方块电阻。

由图2A所示可知，在第三接触区5对应的电极上没有加偏压时，P型掺杂区3和半导体衬底1形成的耗尽层的区域大小如方框6所示。

然而，当反向电压施加在物体上时，耗尽层的宽度将变宽。如图2B所示，是现有扩散电阻在有衬底偏压即进行体偏置时的结构示意图；耗尽层的区域大小将会由方框6扩大到方框7所示的区域。

由于耗尽层中没有载流子，故P型掺杂区3组成的扩散电阻的实际高度将会减少，电阻值增大。因此，体效应的影响不容忽视。现有模型考虑了这个因素，但使用了一个不合理的公式。

同时，随着P型掺杂区3的尺寸的减小，由于扩散电阻的侧壁耗尽层的比例，这种体效应对扩散电阻的影响更大。现有模型同样没有考虑到体效应中扩散电阻的尺寸缩放的影响。

现有模型中所采用的公式包括：

rend101＝(rend100)*(1.0e-6/W)*(1.0+ec101*v101/(L**elfact)+ec102*v101*v101/(L**(2*elfact)))*(1.0+pvs101*v102+pvs102*v102*v102) (1)；