專利名稱：Mos晶體管的器件失配的修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的失配修正方法。
背景技術(shù)：
在集成電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，由于不確定性、隨機(jī)誤差、梯度誤差等原因， ー些設(shè)計(jì)時(shí)完全相同的半導(dǎo)體器件生產(chǎn)后卻存在偏差，這便稱為半導(dǎo)體器件的失配 (mismatch)。器件失配會(huì)引起器件結(jié)構(gòu)參數(shù)和電學(xué)參數(shù)變化，從而極大地影響模擬電路的 特性。隨著半導(dǎo)體生產(chǎn)エ藝發(fā)展，器件尺寸不斷縮小，器件失配主要由隨機(jī)誤差造成，而這 種隨機(jī)誤差通常是由集成電路生產(chǎn)エ藝引起的。SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是ー款通用的 集成電路仿真軟件。由于器件失配對集成電路的影響很大，有必要通過軟件仿真及早發(fā)現(xiàn) 并加以修正。目前SPICE軟件中缺少針對MOS晶體管的器件失配模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種MOS晶體管的器件失配模型，該模型可在 SPICE軟件中對MOS晶體管由于隨機(jī)誤差導(dǎo)致的失配進(jìn)行仿真并予以修正。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明MOS晶體管的器件失配的修正方法為首先，確定MOS晶體管的エ藝失配參數(shù)為BSIM模型中的5個(gè)模型參數(shù)，分別為 MOS晶體管的閾值電壓(threshold voltage)、柵氧厚度(gate oxidethickness)、遷移率 (mobility)、溝道寬度偏移量(channel width offset)、溝道長度偏移量(channel length offset;；其次，設(shè)定MOS晶體管的閾值電壓的隨機(jī)偏差
權(quán)利要求
1.一種MOS晶體管的器件失配的修正方法，其特征是首先，確定MOS晶體管的工藝失配參數(shù)為BSIM模型中的5個(gè)模型參數(shù)，分別為MOS晶體管的閾值電壓、柵氧厚度、遷移率、溝道寬度偏移量、溝道長度偏移量；其次，設(shè)定閾值電壓的隨機(jī)偏差—d +D、Tt ·’crAvt， WxL設(shè)定柵氧厚度的隨機(jī)偏差—σ1οχ =^-+ D^Tlox ；aAtox，WxL設(shè)定遷移率的隨機(jī)偏差σ^+；‘ WxL設(shè)定溝道寬度偏移量的隨機(jī)誤差〃2 σ^ =^ + D2xTlw ；σΑ ν，L設(shè)定溝道長度偏移量的隨機(jī)誤差〃2 σ^ =^ + D2xT^·,aAL ‘ W其中W為MOS晶體管的溝道寬度、L為MOS晶體管的溝道長度、D為MOS晶體管之間的|l]l ，Sav0 ΤΔν > 8Δ 0Χ> ΤΔ 0Χ> 8Δμ>ΤΔμ> Sa^ Τδι> ΤΔ 為隨機(jī)偏差修正因子； 再次，對MOS晶體管的器件失配進(jìn)行修正，具體包括vthO = vthO _ original + Avt χ agauss(0X3) + Dx TAvt χ agauss(0X3)，其中 vth0 為修一^jWxL‘、正后的閾值電壓，vthO—original為原始的閾值電壓；Xox - Xox_original + Atox χagauss{0Xy) + Dx TAt0X χagauss(0X3)，其中 tox 為修正后一-yjWxL、的柵氧厚度，tox—original為原始的柵氧厚度；S ^iju0 = u0 — original χ [1 +χ agauss(0X3) D χ Ta χ agauss{0Xy)\，其中 uO 為修正一-JWxL后的迀移率，u0—original為原始的迀移率；XW = XW _ original + χ agauss(0X3) + DxTaw χ agauss(0X3)，其中 XW 為修正后的yL溝道寬度偏移量，XW—original為原始的溝道寬度偏移量；XL = XL — original + χagauss{0X3) + DxTal χagauss(0X3)，其中 XL· 為修正后的溝 Λ/W道長度偏移量，XL_original為原始的溝道長度偏移量；所述agaUSS(0，l，3)表示期望值為1、標(biāo)準(zhǔn)差為1/3的正態(tài)分布取值范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的器件失配的修正方法，其特征是，所述隨機(jī)偏差修正因子！\^1^。!￡、1\1^1^和1^僅與0相關(guān)，所述隨機(jī)偏差修正因子5^、5&。!￡和S^ 僅與W和L相關(guān)，所述隨機(jī)偏差修正因子S,w僅與L相關(guān)，所述隨機(jī)偏差修正因子Sm僅與 W相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MOS晶體管的器件失配的修正方法，其特征是，所述隨機(jī)偏差修正因子 s,vt、ΤΔν , S,t。x、ΤΔ 0Χ, S, μ、ΤΔ μ、S,w、ΤΔ 、Sal、T.l 的計(jì)算包括如下步驟第1步，從實(shí)際測試得到的MOS晶體管的器件失配數(shù)據(jù)中，先挑選出L取值最大的數(shù)據(jù)，再從中挑選出W取值最大的一組數(shù)據(jù)；將該組數(shù)據(jù)代入公式σ!ν = D2 χ Tlvt ,o\tox = D2 χ Tltox < = D2 χ ; = D2 χ Tlw， σ^=Ζ)2χTl，得到不同D取值所對應(yīng)的ΤΔν 、ΤΔ 0Χ, ΤΔ μ、ΤΔ 和ΤΔ 的取值；第2步，將第1步得到的任意D取值所對應(yīng)的ΤΔν 取值代入公式σ^+ χ Tlt，得到不同W和L取值所對應(yīng)的S,vt取值；WxL將第1步得到的任意D取值所對應(yīng)的ΤΔ 。χ取值代入公式σ〗 Μ =^7 + /)2 ，得到WxL不同W和L取值所對應(yīng)的S,t。x取值；將第1步得到的任意D取值所對應(yīng)的τΔ μ取值代入公式= ^-+D2 X μ，得到不WxL同W和L取值所對應(yīng)的S, μ取值；將第1步得到的任意D取值所對應(yīng)的ΤΔ 取值代入公式σ; =^l + /)2 XT^，得到不同L取值所對應(yīng)的S^取值；將第1步得到的任意D取值所對應(yīng)的取值代入公式σ = $ + D2 χ T^，得到不同WW取值所對應(yīng)的Su取值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種MOS晶體管的器件失配的修正方法，首先，確定MOS晶體管的工藝失配參數(shù)為BSIM模型中的5個(gè)模型參數(shù)，分別為MOS晶體管的閾值電壓、柵氧厚度、遷移率、溝道寬度偏移量、溝道長度偏移量；其次，設(shè)定這5個(gè)參數(shù)的隨機(jī)偏差；再次，對MOS晶體管的器件失配進(jìn)行修正。本發(fā)明可以在SPICE軟件中對MOS晶體管的器件失配進(jìn)行仿真分析，而且充分考慮到溝道寬度W、溝道長度L和器件間距D對MOS晶體管的器件失配的影響。
文檔編號H01L21/66GK102385646SQ20101027161
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者周天舒, 王正楠 申請人:上海華虹Nec電子有限公司