用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法技术

一种用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法，用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法包括：建立所述LDMOS晶体管的等效电路模型；对所述等效电路模型进行仿真；其中，所述等效电路模型包括：MOS管；第一可变负载，一端耦接所述MOS管的漏极，另一端作为所述等效电路模型的漏极；第二可变负载，一端耦接所述MOS管的源极，另一端作为所述等效电路模型的源极；第一可变容抗元件，一端耦接所述MOS管的栅极，另一端耦接所述等效电路模型的漏极；第二可变容抗元件，一端耦接所述MOS管的栅极，另一端耦接所述MOS管的体极。本发明专利技术技术方案提高了LDMOS晶体管的仿真的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子
，尤其涉及一种用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法。
技术介绍
目前，横向扩散金属氧化物半导体(LaterallyDiffusedMetalOxideSemiconductor,LDMOS)与双极型晶体管相比，LDMOS的增益更高；同时，由于LDMOS是一种非对称结构，其漏极有一块漂移区，该区域具有较高阻值能够让器件承受高压，因此LDMOS在许多领域都有应用。现有技术中，如图1，图1是现有技术一种LDMOS子电路模型的结构示意图。这种子电路模型可以是对普通的金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)的工业模型的一种扩展。如图1所示，在LDMOS子电路模型中，在MOS管M的漏极和源极分别串联可变电阻R1和R2，可变电阻R1和R2的电阻值随外置电压变化而变化。MOS管可以采用通用的伯克利短沟道IGFET模型(BerkeleyShort-channelIGFETModel,BSIM)模型来描述，例如，BSIM3或BSIM4。但是，对于LDMOS晶体管的电容电压特性(CV特性)，例如Cgg特性，也就是三端同栅极之间的电容特性(源极，漏极和体极同电位)，该子电路结构无法准确描述，导致在该子电路结构的栅电压从负压到正压的变化过程中，无法准确描述电路的开关速度，进而影响电路设计时对电路翻转时效的设计。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是如何提高LDMOS晶体管的仿真的准确性。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法，用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法包括：建立所述LDMOS晶体管的等效电路模型；对所述等效电路模型进行仿真；其中，所述等效电路模型包括：MOS管；第一可变负载，一端耦接所述MOS管的漏极，另一端作为所述等效电路模型的漏极；第二可变负载，一端耦接所述MOS管的源极，另一端作为所述等效电路模型的源极；第一可变容抗元件，一端耦接所述MOS管的栅极，另一端耦接所述等效电路模型的漏极；第二可变容抗元件，一端耦接所述MOS管的栅极，另一端耦接所述MOS管的体极。可选的，所述第一可变容抗元件和所述第二可变容抗元件为第一电容和第二电容。可选的，所述第一可变容抗元件和所述第二可变容抗元件的电容随所述MOS管的栅极电压变化而变化。可选的，所述对所述等效电路模型进行仿真包括：确定所述等效电路模型中各个元件的参数；利用所述各个元件的参数对所述等效电路模型进行仿真。可选的，通过拟合方式得到所述第一可变容抗元件和所述第二可变容抗元件对应的电容模型的各个参数。可选的，采用以下公式表示所述第一可变容抗元件的电容值：Cgd＝e-15×rnwc×(CVAR1_N+CVAR2_N×(1+TANH(V(G,D)+CVAR3_N)/CVAR4_N))，其中，rnwc为所述第一可变容抗元件的电容幅值；CVAR1_N、CVAR2_N、CVAR3_N和CVAR4_N为所述第一可变容抗元件对应的电容模型的拟合参数；V(G,D)为所述MOS管的栅极和漏极之间的电压。可选的，采用以下公式表示所述第二可变容抗元件的电容值：Cgb＝e-15×rpwc×(CVAR1_P+CVAR2_P×(1+TANH(-V(G,B)+CVAR3_P)/CVAR4_P))，其中，rpwc为所述第二可变容抗元件的电容幅值；CVAR1_P、CVAR2_P、CVAR3_P和CVAR4_P为所述第二可变容抗元件对应的电容模型的拟合参数；V(G,B)为所述MOS管的栅极和体极之间的电压。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：本专利技术实施例通过建立所述LDMOS晶体管的等效电路模型；对所述等效电路模型进行仿真；其中，所述等效电路模型包括：MOS管；第一可变负载，一端耦接所述MOS管的漏极，另一端作为所述等效电路模型的漏极；第二可变负载，一端耦接所述MOS管的源极，另一端作为所述等效电路模型的源极；第一可变容抗元件，一端耦接所述MOS管的栅极，另一端耦接所述等效电路模型的漏极；第二可变容抗元件，一端耦接所述MOS管的栅极，另一端耦接所述MOS管的体极。本专利技术技术方案通过在MOS管的栅极和等效电路模型的漏极增加第一可变容抗元件，在MOS管的栅极和等效电路模型的体极增加第二可变容抗元件，也就是在等效电路模型的栅极和漏极之间增加第一可变容抗元件，在等效电路模型的栅极和体极之间增加第二可变容抗元件，使得等效电路模型的栅极和漏极之间的电容、等效电路模型的栅极和体极之间的电容可调节，从而使得LDMOS晶体管电容电压特性仿真的准确性得到提高；进而在LDMOS晶体管电容电压特性描述准确的基础上，可以准确描述晶体管的开关速度，进而保证了电路设计时的电路翻转时效。进一步，所述第一可变容抗元件和所述第二可变容抗元件的电容随所述MOS管的栅极电压变化而变化。由于LDMOS晶体管电容电压特性与其栅极电压相关，因此设置第一可变容抗元件和第二可变容抗元件的电容随MOS管的栅极电压变化而变化，从而进一步提高LDMOS晶体管电容电压特性仿真的准确性。附图说明图1是现有技术一种LDMOS子电路模型的结构示意图；图2是图1所示的LDMOS子电路模型仿真得到的电容电压特性与LDMOS晶体管的电容电压特性的比较示意图；图3是现有技术一种LDMOS晶体管的工艺剖面结构示意图；图4是本专利技术实施例一种LDMOS晶体管的等效电路模型的结构示意图；图5是本专利技术实施例另一种LDMOS晶体管的等效电路模型的结构示意图；图6是本专利技术实施例一种用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法的流程图；图7是图5所示的等效电路模型仿真得到的电容电压特性与LDMOS晶体管的电容电压特性的比较示意图。具体实施方式如
技术介绍
中所述，对于LDMOS晶体管的电容电压特性(CV特性)，例如Cgg特性，也就是三端同栅极之间的电容特性(源极，漏极和体极同电位)，现有技术中的子电路结构无法准确描述；导致在该子电路结构的栅电压从负压到正压过程中，影响的开关速度，进而影响电路设计时的电路翻转时效。本申请专利技术人对现有技术进行了分析，请参照图2，图2是图1所示的LDMOS子电路模型仿真得到的电容电压特性与LDMOS晶体管的电容电压特性的比较示意图。如图2所示，图中横坐标表示LDMOS晶体管的栅极电压Vgs，纵坐标表示三端与栅极之间的电容Cgg。曲线1表示图1所示的子电路模型仿真得到电容电压曲线，曲线2表示LDMOS晶体管实际测量的电容电压曲线。从图2中可以看到，现有技术子电路模型的仿真结果和实际LDMOS晶体管的电容电压特性存在差异。具体而言，现有技术子电路模型的仿真结果和实际LDMOS晶体管的电容电压特性在栅极电压为0V(也就是LDMOS晶体管的开启电压)附近存在差异。一并参照图1和图2，MOS管可以采用BSIM3或BSIM4模型，曲线1可以为BSIM3或BSIM4模型的电容电压特性。当栅极电压Vgs为负值时，MOS管M的沟道表面集聚了空穴电荷，当电压逐渐接近MOS管M的开启电压附近时(大致在0.8V左右)，沟道积累电荷逐渐转变为反型的电子电荷，栅极电压Vgs从负压变为正压；如曲线1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法，其特征在于，包括：建立所述LDMOS晶体管的等效电路模型，其中，所述等效电路模型包括：MOS管；第一可变负载，其一端耦接所述MOS管的漏极，其另一端作为所述等效电路模型的漏极；第二可变负载，其一端耦接所述MOS管的源极，其另一端作为所述等效电路模型的源极；第一可变容抗元件，其一端耦接所述MOS管的栅极，其另一端耦接所述等效电路模型的漏极；第二可变容抗元件，其一端耦接所述MOS管的栅极，其另一端耦接所述MOS管的体极；对所述等效电路模型进行仿真。

【技术特征摘要】
1.一种用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法，其特征在于，包括：建立所述LDMOS晶体管的等效电路模型，其中，所述等效电路模型包括：MOS管；第一可变负载，其一端耦接所述MOS管的漏极，其另一端作为所述等效电路模型的漏极；第二可变负载，其一端耦接所述MOS管的源极，其另一端作为所述等效电路模型的源极；第一可变容抗元件，其一端耦接所述MOS管的栅极，其另一端耦接所述等效电路模型的漏极；第二可变容抗元件，其一端耦接所述MOS管的栅极，其另一端耦接所述MOS管的体极；对所述等效电路模型进行仿真。2.根据权利要求1所述的用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法，其特征在于，所述第一可变容抗元件为第一电容；所述第二可变容抗元件为第二电容。3.根据权利要求1所述的用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法，其特征在于，所述第一可变容抗元件和所述第二可变容抗元件的电容随所述MOS管的栅极电压变化而变化。4.根据权利要求1所述的用于描述LDMOS晶体管电容特性的仿真方法，其特征在于，所述对所述等效电路模型进行仿真包括：确定所述等效电路模型中各个元件的参数；利用所述各个元件的参数对所述等效电路模型进行仿真。5.根据权利要求4所述的用于描述LDMOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正楠，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31