[发明专利]一种混合传播式MOS晶体管电学统计模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合传播式MOS晶体管电学统计模型建模方法。具体而言，本发明涉及混合采用前向传播方法和后向传播方法的MOS晶体管电学统计模型的建模方法。

背景技术

目前集成电路产品在工艺制造过程中，一般要经过上百道工艺环节。由于每一道工艺受统计意义上的不确定性因素的影响，即使出于同一设计的产品，其电路性能也会由于不同的制造车间，工艺的不同批次，不同的晶圆以及不同的芯片位置而发生相应的变化。

因此，在为集成电路设计者建立器件模型时，应充分考虑这些不确定性统计因素的影响，即应建立相应的器件电学统计模型。当集成电路设计者利用此模型做蒙特卡罗仿真时，模拟仿真得到的电路性能的统计分布，应与实际工艺制造之后的电路性能的统计分布保持基本一致。

目前，建立MOS晶体管电学统计模型的方法一般分为2种：前向传播(forward propagation)和后向传播(backward propagation)。“前向传播”方法的主要优点是过程直接明了，但较难确定所有的模型参数标准偏差。“后向传播”方法的主要优点是确定的模型参数标准偏差具有相当的可靠性，但难点在于工艺偏差与模型偏差的灵敏度的分析。

由于“后向传播”采用从可测的工艺偏差反向推算模型偏差的方法，模型偏差具有较高的可信度，所以工业界普遍采取后向传播的建模方法。后向传播的统计模型建模方法的难度与关键则是统计特征参量的选取方法和相关灵敏度的分析。只有选取合适的统计特征参量，计算出准确的相关灵敏度并据此建立统计模型，经仿真得到的模拟结果才会和实际的统计数据相吻合。

以上2种方法具有各自的优缺点，但由于在实际工作中，多被人们彼此独立地应用，难以同时发挥2种方法各自的优势，因而极大地影响到建立电学统计模型的效率和实用性。

本发明的目的是在MOS晶体管电学统计模型建立过程中，采用混合传播方法，即前向传播与后向传播相结合的方法，提高建立MOS晶体管电学统计模型的效率，发挥2种方法各自的优势，增强MOS晶体管电学统计模型开发的效率及实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种混合传播式MOS晶体管电学统计模型的建模方法，发挥前向传播与后向传播方法各自的优点，提高统计模型开发速度和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明的混合传播式MOS晶体管电学统计模型的建模方法，其中包括采用确定模型偏差进行模拟到所得工艺偏差基本符合实测工艺偏差的前向传播方法的工序、以及采用从可测工艺偏差反向推算模型偏差的后向传播方法的工序。

又，本发明的混合传播式MOS晶体管电学统计模型的建模方法，其特点是，在统计特征参量的选取时，采用前向传播方法的工序中，选取以下MOS晶体管BSIM4模型参数，即选取的所述3个模型参数为工业界标准MOSBSIM4模型中的氧化层厚度Tox、源极与漏极接触的块电阻Rsh、以及器件的阈值电压Vth0。这些模型参数具有很强的物理性，同时又具有集成电路工艺统计数据的可测性。因此，以上模型参数是较理想的可用于前向传播方法的统计特征参量。

又，本发明的混合传播式MOS晶体管电学统计模型的建模方法，其特点是，在统计特征参量的选取时，采用后向传播方法的工序中，选取以下MOS晶体管BSIM4模型参数，即选取的所述4个模型参数为工业界标准MOS BSIM4模型中的工艺所致的沟道长度的变化Xl、工艺所致的沟道宽度的变化Xw、阈值电压的短沟道效应系数k1和阈值电压的窄沟道效应系数k3。这些模型参数具有较高的灵敏度，即它们对器件模拟性能的影响程度较大，但很难预先确定其明确的统计分布范围。因此，以上模型参数是较理想的用于后向传播方法的统计特征参量。

再者，本发明的混合传播式MOS晶体管电学统计模型的建模方法，其特点是，采用前向传播方法的工序，其中包括确定3个模型参数的标准偏差的步骤、根据确定的模型参数标准偏差借助仿真器作蒙特卡罗模拟的步骤、以及使模拟的工艺标准偏差与实测工艺标准偏差基本相符的步骤。