用于等比例缩小工艺的SPICE模型方法技术

本发明专利技术公开了一种用于等比例缩小工艺的ＳＰＩＣＥ模型方法，包括如下步骤：步骤１，模型数据测量；步骤２，模型参数提取；步骤３，模型仿真；在步骤２中，通过对特定ＳＰＩＣＥ模型物理参数的设置，并将实际工艺中晶体管宽和长的设计值根据一定的计算方法转换为实际值，同时把结电容和栅电容也按比例转换为实际值，把物理尺寸的缩小量反映在模型参数中，从而达到良好的模型提取结果。本发明专利技术简化了操作，并降低了操作的错误机率，对模型提取和模型使用者双方都非常方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路半导体器件模型生成方法，尤其涉及一种用 于等比例縮小工艺(Shrink工艺)的SPICE模型生成方法。
技术介绍
为了提高工艺竞争力，縮小芯片面积，往往采取在现有成熟工艺的基 础上按一定比例把设计规则和尺寸縮小(shrink),形成一个新的半导体 工艺平台；该平台的设计者使用縮小前的设计值进行电路设计和仿真，而 在硅片上形成縮小后的实际尺寸，若用常规的模型提取方法，其模型很难 提取。如图1所示，现有的SPICE模型方法主要包括以下步骤步骤l， 模型数据测量；步骤2，模型参数提取；步骤3模型仿真。针对按比例縮 小的工艺，现有SPICE模型技术一般采取在仿真(Simulation)网表 (Netlist)中设置option scale (选择比)=shrink value(縮小值)， 即在网表中加Scale系数，让仿真工具在设计值的基础上自动根据shrink value计算出器件的实际物理尺寸，而在模型参数提取前，即步骤l模型 数据测量时，必须把器件设计值(channel length, channel width等)转 换为实际值，输入到模型数据测量文件中，然后进行步骤2模型参数提取。该模型方法比较简单，直观，能够满足简单的常规器件模型的一些工作，但有两个缺点1、在步骤1模型数据测试时必须把所有器件的尺寸相关的设计值转换为实际值，在模型参数提取流程中容易出现错误；2、相对复杂的shrink情况下，模型处理比较困难，例如，某工艺按 比例縮小成0. 9，但晶体管栅长(gate length)每边会放大0. lum (微米)； 其次还有某些特殊的晶体管器件需要在普通BSIM模型的基础上外挂一些 子电路(SUBCKT电路)进行模型化(例如高压工艺)，使用shrink系数进行 模型化会带来不利因素。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于等比例縮小工艺的SPICE模 型方法，该方法实现了用常规的BSIM模型来进行Shrink工艺的SPICE 模型提取，该方法对模型提取和模型使用者双方都非常方便。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于等比例縮小工艺的SPICE 模型方法，包括如下步骤步骤l，模型数据测量；歩骤2,模型参数提 取；步骤3模型仿真；在步骤2中，设置SPICE模型参数，并将实际工艺 中的设计值转换为实际值，把物理尺寸的縮小量反映在模型参数中。步骤2中所述的设置SPICE模型参数，通过在常规BSIM模型中选取 如下物理参数，包括直流特性相关的参数及电容相关的参数。在步骤2中按如下方法将晶体管宽和长的设计值转换为实际值设置 以下四个参数11n二-1， wwn=—1，丄1=0. 5*(1-ratio), ww=0. 5* (1-ratio) 为固定值，按以下公式(1) (4)将设计值转换为实际值<formula>formula see original document page 5</formula>(3)<formula>formula see original document page 6</formula>4)其中，ratio为工艺縮小比例，Leff为晶体管的有效沟道长，Weff 为晶体管的有效沟道宽，L为晶体管长的设计值，W为晶体管宽的设计值， DL、 Lint、 lw、 lwn、 lwl、 lln、 lwn、 DW、 Wint、 wl、 wln、 wwl、 wln、 wwn、 11和ww为直流特性相关的参数。在步骤2中按如下方法将结电容和栅电容的设计值转换为实际值结 电容,通过选取Cj， Cjsw， Cjswg参数乘以系数ratio;栅电容，通过选 取电容相关模型参数，设置llc=ll:0.5*(l-ratio)，墜丽二0.5*(1 -ratio)，按以下公式(a) ~ (d)将设计值转换为实际值<formula>formula see original document page 6</formula>a)<formula>formula see original document page 6</formula> (b)wit* wwlc* / 、<formula>formula see original document page 6</formula> (c)<formula>formula see original document page 6</formula>d)其中，ratio为工艺縮小比例，Leffc为晶体管的有效沟道长，Weffc 为晶体管的有效沟道宽，L为晶体管长的设计值，W为晶体管宽的设计值， DL、 DLC、 lwc、 lwn、 lwlc、 lln、 lwn、 DW、 DWC、 wlc、 wln、丽lc、 wln、 wwn、 11c禾口 wwc为电容相关丰莫型参数。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果本专利技术利用常规BSIM 模型参数值的设置，实现所有尺寸相关的转换和特性的模型化，通过在常 规BSIM模型中选取如下物理参数，包括直流特性相关的参数、电容相关的参数等，根据实际工艺中设计值到实际值的变化，把物理尺寸的Shrink 量反映在模型参数中，实现等比例缩小工艺的模型参数提取。通过对特定SPICE模型物理参数的设置，晶体管宽和长的设计值根据一定的计算方法转换为实际值，同时把结电容和栅电容也按比例转换为实际值，从而达到 良好的模型提取结果。该方法简化了操作，并降低了操作的错误机率，对 模型提取和模型使用者双方都非常方便。 附图说明图1是现有的SPICE模型方法流程图2是本专利技术用于Shrink工艺的SPICE模型方法的流程图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。 如图2所示，本专利技术一种用于Shrink工艺的SPICE模型方法，包括 如下步骤步骤l，模型数据测量；步骤2，模型参数提取；步骤3模型 仿真。本方法的出发点是在BSIM模型内部实现所有尺寸相关的转换和特 性的模型化，因此，在步骤1模型数据测量中仅使用设计值；在步骤2 模型参数提取中，通过在常规BSIM模型中选取如下物理参数，包括直流 特性相关的参数Lint， Wint， Dlc， Dwc， 11， lln， ww，丽n， llc， wwc， Hdif等，以及电容相关参数CGDO， CGSO， CGDL， CGSL， CJ， CJSW， CJSWG等，将根据实际工艺中设计值到实际值的变化，把物理尺寸的 Shrink量反映在模型参数中，使得在步骤3模型仿真时使用者不需关心 Scale系数。1.直流特性模型参数在一般的BSIM模型中，11， lln，丽，wwn—般用于Short/narrow (短/窄)晶体管模型参数IV曲线拟合(fitting)用， 一般设置为lln=l，wwn=l，用11和ww参数调节Short/narrow晶体管的有效沟道长(Leff) 和有效沟道宽(Weff)，两参数对large (大)晶体管影响可以忽略不计， 但对Short/narrow晶体管影响很大，其计算公式如下<f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于等比例缩小工艺的ＳＰＩＣＥ模型方法，包括如下步骤：步骤１，模型数据测量；步骤２，模型参数提取；步骤３模型仿真；其特征在于，在步骤２中，设置ＳＰＩＣＥ模型参数，并将实际工艺中的设计值转换为实际值，把物理尺寸的缩小量反映在模型参数中。

【技术特征摘要】
1、一种用于等比例缩小工艺的SPICE模型方法，包括如下步骤步骤1，模型数据测量；步骤2，模型参数提取；步骤3模型仿真；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平梁，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]