器件漏电流模型及其提取方法技术

本发明专利技术公开了一种器件漏电流模型，用于仿真半导体器件的漏电流。器件漏电流模型的漏电流由主体函数乘以第一函数形成。第一函数为由半导体器件的有源区环境参数形成的函数，用于模拟有源区环境对漏电流的影响。本发明专利技术还公开了一种器件漏电流模型的提取方法。本发明专利技术能模拟有源区环境对器件漏电流的影响，从而能提高模型拟合精度，有利于设计更加合理的版图。有利于设计更加合理的版图。有利于设计更加合理的版图。

【技术实现步骤摘要】
器件漏电流模型及其提取方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种器件漏电流模型。本专利技术还涉及一种器件漏电流模型的提取方法。

技术介绍

[0002]随着晶体管的尺寸越来越小，漏电功耗(leakage power)在芯片整体功耗中所占的比重越来越大，从而影响器件静态功耗。而准确全面地表征集成电路的漏电特性已经成为业界专业人士努力追求的目标。众知漏电流由几个部分组成：1，衬底电流(IB)；2，源端电流(IS)；3，栅端电流(IG)等等。
[0003]本申请则主要关注于栅诱导漏极泄漏电流(GIDL)效应引起的漏电。如图1所示，是现有器件漏电流模型的架构图101，现有器件漏电流模型的公式为：
[0004]Idoff＝f(w,l,vgs,T)
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(1)；
[0005]其中，Idoff表示器件漏电流，主要是指GIDL漏电流；f()表示GIDL漏电流的函数，w表示半导体器件的沟道区的宽度，l表示半导体器件的沟道区的长度，vgs表示半导体器件的栅源电压，T表示半导体器件的工作温度。可以看出，w,l,vgs,T都和半导体器件本身的结构参数相关。
[0006]但是实际上，由于受到制备过程中浅沟槽隔离(STI)技术产生的机械应力影响，器件的载流子迁移率、杂质扩散系数和载流子有效质量等物理参数都发生了一系列的变化，导致器件电学参数比如阈值电压、漏端饱和电流等都随着有源区长度尺寸(LOD)即器件栅极到浅沟槽隔离(STI)的距离发生变化。
[0007]在先进集成电路里，器件的功耗特别是漏电流及其建模受到越来越多的重视，尤其是高性能的模拟电路中更为重要。现在先进工艺中为了提高器件载流子的迁移率而引入大量的应力增强技术，这些都导致器件周围的环境对器件自身的电学特性影响越来越大。然而不同有源区的环境，对器件沟道的压应力产生的效果有不同，而这也是目前的器件漏电模型里面没有考虑的。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种器件漏电流模型，能模拟有源区环境对器件漏电流的影响，从而能提高模型拟合精度，有利于设计更加合理的版图。为此，本专利技术还提供一种器件漏电流模型的提取方法。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供的器件漏电流模型，用于仿真半导体器件的漏电流。
[0010]所述器件漏电流模型的漏电流由主体函数乘以第一函数形成。
[0011]所述第一函数为由所述半导体器件的有源区环境参数形成的函数，用于模拟所述有源区环境对所述漏电流的影响。
[0012]进一步的改进是，所述有源区环境参数包括第一有源区长度和第二有源区长度；
所述第一有源区长度为所述半导体器件的栅极结构的第一侧面和所述栅极结构的第一侧面外的场氧之间的间距；所述第二有源区长度为所述半导体器件的栅极结构的第二侧面和所述栅极结构的第二侧面外的场氧之间的间距，所述场氧环绕在所述半导体器件的有源区的周侧。
[0013]进一步的改进是，所述第一函数的参数还包括沟道区的长度和宽度。
[0014]进一步的改进是，所述第一函数的公式为：进一步的改进是，所述第一函数的公式为：
[0015]其中，f1()表示所述第一函数；pwr()表示幂函数；
[0016]SA表示所述第一有源区长度，SB表示所述第二有源区长度；
[0017]W表示沟道区的宽度，L表示沟道区的长度；
[0018]γ1,α1,A1,B1,b1,C1,c1,D1,d1，γ2,α2,A2,B2,b2,C2,c2,D2,d2都为拟合参数。
[0019]进一步的改进是，所述器件漏电流模型的主体函数为GIDL漏电流函数；所述GIDL漏电流函数的参数包括：
[0020]所述沟道区的宽度和长度，栅源电压和温度。
[0021]进一步的改进是，在所述主体函数保持不变的条件下，所述第一函数的各所述拟合参数通过改变所述第一有源区长度和所述第二有源区长度，对所述器件漏电流模型形成的漏电流曲线和实际测量的漏电流曲线进行拟合得到。
[0022]进一步的改进是，所述第一有源区长度和所述第二有源区长度通过在版图设计中进行修改。
[0023]为解决上述技术问题，本专利技术提供的器件漏电流模型的提取方法中，器件漏电流模型用于仿真半导体器件的漏电流，包括如下步骤：
[0024]步骤一、将所述器件漏电流模型的漏电流设置为由主体函数乘以第一函数形成；
[0025]所述第一函数为由所述半导体器件的有源区环境参数形成的函数，用于模拟所述有源区环境对所述漏电流的影响。
[0026]步骤二、采用不受有源区环境影响的所述半导体器件对所述主体函数进行参数拟合。
[0027]步骤三、在保持所述主体函数不变的条件下，改变所述半导体器件的有源区环境参数对所述第一函数进行拟合得到所述第一函数的拟合参数。
[0028]进一步的改进是，所述有源区环境参数包括第一有源区长度和第二有源区长度；所述第一有源区长度为所述半导体器件的栅极结构的第一侧面和所述栅极结构的第一侧面外的场氧之间的间距；所述第二有源区长度为所述半导体器件的栅极结构的第二侧面和所述栅极结构的第二侧面外的场氧之间的间距，所述场氧环绕在所述半导体器件的有源区的周侧。
[0029]进一步的改进是，所述第一函数的参数还包括沟道区的长度和宽度。
[0030]进一步的改进是，所述第一函数的公式为：进一步的改进是，所述第一函数的公式为：
[0031]其中，f1()表示所述第一函数；pwr()表示幂函数；
[0032]SA表示所述第一有源区长度，SB表示所述第二有源区长度；
[0033]W表示沟道区的宽度，L表示沟道区的长度；
[0034]γ1,α1,A1,B1,b1,C1,c1,D1,d1，γ2,α2,A2,B2,b2,C2,c2,D2,d2都为拟合参数。
[0035]进一步的改进是，所述器件漏电流模型的主体函数为GIDL漏电流函数；所述GIDL漏电流函数的参数包括：
[0036]所述沟道区的宽度和长度，栅源电压和温度。
[0037]进一步的改进是，步骤三中，所述第一函数的各所述拟合参数通过改变所述第一有源区长度和所述第二有源区长度，对所述器件漏电流模型形成的漏电流曲线和实际测量的漏电流曲线进行拟合得到。
[0038]进一步的改进是，所述第一有源区长度和所述第二有源区长度通过在版图设计中进行修改。
[0039]进一步的改进是，步骤三完成后，还包括对所述器件漏电流模型进行验证的步骤。
[0040]本专利技术在器件漏电流模型的漏电流的主体函数的基础上增加了由第一函数组成的乘积项，第一函数为由半导体器件的有源区环境参数形成的函数，这样，在有源区环境参数发生改变时，本专利技术能准确模拟这种改变对漏电流的影响，所以，本专利技术能模拟有源区环境对器件漏电流的影响，从而能提高模型拟合精度。
[0041]本专利技术的有源区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种器件漏电流模型，其特征在于：器件漏电流模型用于仿真半导体器件的漏电流；所述器件漏电流模型的漏电流由主体函数乘以第一函数形成；所述第一函数为由所述半导体器件的有源区环境参数形成的函数，用于模拟所述有源区环境对所述漏电流的影响。2.如权利要求1所述的器件漏电流模型，其特征在于：所述有源区环境参数包括第一有源区长度和第二有源区长度；所述第一有源区长度为所述半导体器件的栅极结构的第一侧面和所述栅极结构的第一侧面外的场氧之间的间距；所述第二有源区长度为所述半导体器件的栅极结构的第二侧面和所述栅极结构的第二侧面外的场氧之间的间距，所述场氧环绕在所述半导体器件的有源区的周侧。3.如权利要求2所述的器件漏电流模型，其特征在于：所述第一函数的参数还包括沟道区的长度和宽度。4.如权利要求3所述的器件漏电流模型，其特征在于：所述第一函数的公式为：其中，f1()表示所述第一函数；pwr()表示幂函数；SA表示所述第一有源区长度，SB表示所述第二有源区长度；W表示沟道区的宽度，L表示沟道区的长度；γ1,α1,A1,B1,b1,C1,c1,D1,d1，γ2,α2,A2,B2,b2,C2,c2,D2,d2都为拟合参数。5.如权利要求4所述的器件漏电流模型，其特征在于：所述器件漏电流模型的主体函数为GIDL漏电流函数；所述GIDL漏电流函数的参数包括：所述沟道区的宽度和长度，栅源电压和温度。6.如权利要求5所述的器件漏电流模型，其特征在于：在所述主体函数保持不变的条件下，所述第一函数的各所述拟合参数通过改变所述第一有源区长度和所述第二有源区长度，对所述器件漏电流模型形成的漏电流曲线和实际测量的漏电流曲线进行拟合得到。7.如权利要求6所述的器件漏电流模型，其特征在于：所述第一有源区长度和所述第二有源区长度通过在版图设计中进行修改。8.一种器件漏电流模型的提取方法，其特征在于，器件漏电流模型用于仿真半导体器件的漏电流，包括如下步骤：步骤一、将所述器件漏电流模型的漏电流设置为由主体函数乘以第一函数形成；所述第一函数为由所述半导体器件的有源区环境参数形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，商干兵，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：