金属互联层电容预测模型的建立方法及模型系统技术方案

公开了一种金属互联层电容预测模型的建立方法及模型系统，该金属互联层电容预测模型的建立方法包括：利用后仿真工具提取不同尺寸的金属互联层电容的容值数据，建立金属互联层电容的容值与尺寸的关系式；采用工艺器件仿真工具分别提取所述金属互联层电容的电压及温度与所述容值的关系数据，加入所述关系式中；以及将所述容值与所述尺寸、所述电压和所述温度的关系式建立为仿真模型。该模型建立方法通过采用后仿真工具建立起电容容值与尺寸的关系式，再结合工艺器件仿真工具加入电压和温度的关系数据，从而建立起电容的整体模型，该方法的建模速度大大提升，节省了电路设计周期，而且可以对小尺寸的电容进行分析，模型可靠性好。

Establishment method and model system of capacitance prediction model of metal interconnection layer

【技术实现步骤摘要】
金属互联层电容预测模型的建立方法及模型系统
本专利技术涉及半导体
，具体地，涉及一种金属互联层电容预测模型的建立方法及模型系统。
技术介绍
集成电路中三种常见的电容分别为MOM(metaloxidmetal，金属-氧化物-金属)电容、MOS(metaloxidsemiconductor，金属-氧化物-半导体)电容和MIM(metalinsulatormetal，金属-绝缘体-金属)电容。其中，MOS电容的容值随电压变化的波动较大，产生的漏电较多且耐压低；MIM电容在使用过程中需要加入额外的掩模，工艺成本较高。而MOM电容的制作成本低，利用现成的金属互联，充放电速度快，耐压大，漏电低，电容密度高，在不同电压下的容值稳定。因此在电路设计中应用范围较为广泛，所以MOM电容的模型建立也变得十分重要。在不同耐压的MOM电容应用中，通常会拉开金属的间距，选择不同的金属宽度，或者不同的结构来组成MOM电容结构。对常规的MOM电容建模方法，如果电路设计需要使用工作在不同电压下的MOM电容模型，就需要列出不同的MOM电容结构，然后画出版图进行流片，等待两到三个月的时间之后对晶圆进行在片测试得到MOM数据，最后进行MOM电容模型的提取，建立模型。整个建模过程耗时较长，占用资源多，会减缓电路设计迭代的速度。另外，在常规的PDK(processdesignkit，工艺设计工具包)中，通常只提供该工艺最小的金属间距组成的MOM电容模型，会对高电压应用的设计造成局限性。同时，限制于目前的测试条件，尺寸较小的MOM电容暂时无法测得精确数据，小尺寸MOM电容的建模也比较困难。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种金属互联层电容预测模型的建立方法及模型系统，该模型建立方法首先采用后仿真工具提取不同尺寸的金属互联层电容的容值数据，建立电容的容值与尺寸的关系，再利用工艺器件仿真工具进行温度和电压与容值的关系的提取，使得建立的模型能适用于不同尺寸的电容的测试，节省了电路设计周期。根据本专利技术第一方面，提供一种金属互联层电容预测模型的建立方法，包括：利用后仿真工具提取不同尺寸的金属互联层电容的容值数据，建立金属互联层电容的容值与尺寸的关系式；采用工艺器件仿真工具分别提取所述金属互联层电容的电压及温度与所述容值的关系数据，加入所述关系式中；以及将所述容值与所述尺寸、所述电压和所述温度的关系式建立为仿真模型。可选地，所述金属互连层电容为MOM电容。可选地，所述利用后仿真工具提取不同尺寸的金属互联层电容的容值数据，建立金属互联层电容的容值与尺寸的关系式包括：搭建多个不同尺寸的所述金属互联层电容的布局；采用后仿真工具生成表征所述容值数据的后仿网表，所述后仿网表包括与所述多个不同尺寸相对应的多个不同容值；以及将所述多个不同尺寸与所述多个不同容值进行拟合，生成金属互联层电容的容值与尺寸的关系式。可选地，所述后仿真工具包括CalibrexRC，提取寄生参量时采用R+C+CC模式，其中，R表示寄生电阻，C表示本征寄生电容，CC表示耦合电容。可选地，所述工艺器件仿真工具为TCAD软件的Sentaurus模块。可选地，所述金属互联层电容的所述容值与所述尺寸呈正比关系。可选地，所述金属互联层电容的所述容值与所述尺寸的所述关系式为：MOM_cap＝j*MOM_area+i，其中，MOM_cap表示所述容值，MOM_area表示所述尺寸，j为MOM_area的无量纲系数，i为MOM_cap关系式的截距。可选地，所述容值与所述尺寸、所述电压和所述温度的关系式为：MOM_cap＝(j*MOM_area+i)*MOM_temp*MOM_V，其中，MOM_temp为所述温度与所述容值之间的关系数据，MOM_V为所述电压与所述容值之间的关系数据。可选地，所述MOM电容包括条状电容和叉指电容。可选地，所述条状电容的所述尺寸的表达式为：MOM_area＝k*L*finger，其中，k为MOM_area的无量纲系数，L为条状电容中交叠的金属电极的长度，finger为条状电容中交叠的金属电极的数量。可选地，所述叉指电容的所述尺寸的表达式为：MOM_area＝k*Finger1*Finger2，其中，k为MOM_area的无量纲系数，Finger1为叉指电容中交叠的第一类型叉指极板的数量，Finger2为叉指电容中交叠的第二类型叉指极板的数量。根据本专利技术的第二方面，提供一种金属互联层电容预测模型系统，包括：关系式建立模块，用于利用后仿真工具提取不同尺寸的金属互联层电容的容值数据，建立金属互联层电容的容值与尺寸的关系式；参数配置模块，用于采用工艺器件仿真工具分别提取所述金属互联层电容的电压及温度与所述容值的关系数据，加入所述关系式中；以及模型生成模块，用于将所述容值与所述尺寸、所述电压和所述温度的关系式建立为仿真模型。可选地，所述后仿真工具包括CalibrexRC，提取寄生参量时采用R+C+CC模式，其中，R表示寄生电阻，C表示本征寄生电容，CC表示耦合电容。本专利技术提供的金属互联层电容预测模型的建立方法及模型系统，利用温度和电压对电容容值影响较小，且与电容尺寸关系独立的特点，首先建立电容容值与尺寸的关系式，然后再加入温度和电压对电容容值的影响，大大缩短了建模周期，减少资源的占用。而且电容容值与尺寸成一定的正比例关系，使用后仿真工具可以快速建立起不同尺寸的电容值的关系式，再结合仿真工具，列出电容值与尺寸、温度和电压的关系式，建立尺寸可变的电容模型，模型的适用范围广。且采用后仿真工具建立的该模型还可以用于小尺寸电容的精确分析，模型的可靠性高。优选地，采用后仿真工具提取不同结构不同尺寸的电容模型，能根据后仿网表快速得到不同尺寸对应的电容容值，且尺寸与容值的关系明显，可以建立起尺寸可变的电容模型，快速分析尺寸变化对容值的影响；而且大大缩短了建模和电路设计迭代的时间，无需等待流片测试的过程，减少资源的占用，与流片后的测试数据相比，采用该方法建立的电容模型的精确度在接受范围内，所以模型的精确度高，可靠性好。优选地，金属互联层电容为MOM电容，可以使模型兼具MOM电容的充放电速度快，耐压大漏电低，电容密度高等优点，而且该模型不仅适用于两层金属的条状MOM电容和叉指MOM电容，对单层和多层金属MOM电容都适用，能很好地利用MOM电容的优点。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出了根据本专利技术实施例的金属互联层电容预测模型的建立方法的流程图；图2示出了根据本专利技术实施例的条状MOM电容的结构示意图；图3示出了根据本专利技术实施例的叉指MOM电容的结构示意图；图4示出了根据本专利技术实施例的条状MOM电容的电容拟合曲线示意图；图5示出了根据本专利技术实施例的叉指MOM电容的电容拟合曲线示意图；...

【技术保护点】
1.一种金属互联层电容预测模型的建立方法，其特征在于，包括：/n利用后仿真工具提取不同尺寸的金属互联层电容的容值数据，建立金属互联层电容的容值与尺寸的关系式；/n采用工艺器件仿真工具分别提取所述金属互联层电容的电压及温度与所述容值的关系数据，加入所述关系式中；以及/n将所述容值与所述尺寸、所述电压和所述温度的关系式建立为仿真模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属互联层电容预测模型的建立方法，其特征在于，包括：
利用后仿真工具提取不同尺寸的金属互联层电容的容值数据，建立金属互联层电容的容值与尺寸的关系式；
采用工艺器件仿真工具分别提取所述金属互联层电容的电压及温度与所述容值的关系数据，加入所述关系式中；以及
将所述容值与所述尺寸、所述电压和所述温度的关系式建立为仿真模型。


2.根据权利要求1所述的金属互联层电容预测模型的建立方法，其特征在于，所述金属互连层电容为MOM电容。


3.根据权利要求1所述的金属互联层电容预测模型的建立方法，其特征在于，所述利用后仿真工具提取不同尺寸的金属互联层电容的容值数据，建立金属互联层电容的容值与尺寸的关系式包括：
搭建多个不同尺寸的所述金属互联层电容的布局；
采用后仿真工具生成表征所述容值数据的后仿网表，所述后仿网表包括与所述多个不同尺寸相对应的多个不同容值；以及
将所述多个不同尺寸与所述多个不同容值进行拟合，生成金属互联层电容的容值与尺寸的关系式。


4.根据权利要求1所述的金属互联层电容预测模型的建立方法，其特征在于，所述后仿真工具包括CalibrexRC，提取寄生参量时采用R+C+CC模式，其中，R表示寄生电阻，C表示本征寄生电容，CC表示耦合电容。


5.根据权利要求2所述的金属互联层电容预测模型的建立方法，其特征在于，所述金属互联层电容的所述容值与所述尺寸呈正比关系。


6.根据权利要求5所述的金属互联层电容预测模型的建立方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋盛烽，陆阳，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33