[发明专利]高压器件的仿真模型和高压器件仿真模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体而言涉及一种高压器件的仿真模型和高压器件仿真模型的建模方法。

背景技术

近年来，高压器件在集成电路产品中的应用越来越广泛，例如，其可以用在电源管理芯片等电路中。随着高压器件的广泛应用，集成电路设计中对高压器件仿真模型的精确度要求也越来越高。高压器件的特殊结构决定了这些器件具有较多的寄生效应，如典型的准饱和效应。准饱和效应是指当栅极电压增加时，与普通的MOSFET晶体管相比，高压晶体管器件的饱和电流增加的速度明显降低，即在高栅电压下栅极电压对漏电流的控制能力大大减弱。这导致业界使用最广泛的标准模型BSIM3、BSIM4都无法很好地拟合这种高压特性。当前针对高压器件的仿真模型成本高、效率低、耗时间并且精度低。尤其是对于漏源电压达到700V以上的超高压器件来说，当前的仿真模型很难满足仿真精度要求。因此需要效率较高并且能准确仿真高压器件特性的仿真模型和建模方法。

因此，需要提出一种方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高压器件的仿真模型，包括：核心晶体管；漏端电阻，所述漏端电阻的第一端电连接到所述核心晶体管的漏极并且所述漏端电阻的第二端用作所述高压器件的漏极；以及源端电阻，所述源端电阻的第一端电连接到所述核心晶体管的源极并且所述源端电阻的第二端用作所述高压器件的源极；其中，所述漏端电阻的电阻值与加在所述漏端电阻上的电压、温度和所述高压器件的宽度之间的关系是：RD＝(RD0/W)*(1+CRD*V_D^ERDD+1/(1+PRWDD*V_D^ERDD))*TFAC_RD，TFAC_RD＝(1+TCRD1*(TEMP-25)+TCRD2*(TEMP-25)*(TEMP-25))；所述源端电阻的电阻值与加在所述源端电阻上的电压、温度和所述高压器件的宽度之间的关系是：

RS＝(RS0/W)*(1+CRS*V_S^ERSS+1/(1+PRWSS*V_S^ERSS))*TFAC_RS，TFAC_RS＝(1+TCRS1*(TEMP-25)+TCRS2*(TEMP-25)*(TEMP-25))，V_D是加在所述漏端电阻上的电压的绝对值，RD0是电压为零时所述漏端电阻的电阻值，CRD是所述漏端电阻的第一电压系数，ERDD是所述漏端电阻的电压的幂指数项系数，PRWDD是所述漏端电阻的第二电压系数，TCRD1是所述漏端电阻的一次项温度系数，TCRD2是所述漏端电阻的二次项温度系数，V_S是加在所述源端电阻上的电压的绝对值，RS0是电压为零时所述源端电阻的电阻值，CRS是所述源端电阻的第一电压系数，ERSS是所述源端电阻的电压的幂指数项系数，PRWSS是所述源端电阻的第二电压系数，TCRS1是所述源端电阻的一次项温度系数，TCRS2是所述源端电阻的二次项温度系数，TEMP是系统温度，W是所述高压器件的沟道宽度。

作为优选，所述仿真模型进一步包括：至少一个漏端二极管，所述至少一个漏端二极管中的每一个串联在所述漏端电阻的第二端和所述核心晶体管的体电极之间；以及至少一个源端二极管，所述至少一个源端二极管中的每一个串联在所述源端电阻的第二端和所述核心晶体管的体电极之间，其中，所述核心晶体管的内置二极管关闭。

作为优选，所述至少一个漏端二极管包括第一漏端二极管和第二漏端二极管，所述第一漏端二极管是位于所述高压器件的隔离区一侧的、所述高压器件的漏极和所述高压器件的体电极之间的寄生二极管，所述第二漏端二极管是位于所述高压器件的栅极一侧的、所述高压器件的漏极和所述高压器件的体电极之间的寄生二极管。

作为优选，所述至少一个源端二极管包括第一源端二极管和第二源端二极管，所述第一源端二极管是位于所述高压器件的隔离区一侧的、所述高压器件的源极和所述高压器件的体电极之间的寄生二极管，所述第二源端二极管是位于所述高压器件的栅极一侧的、所述高压器件的源极和所述高压器件的体电极之间的寄生二极管。

作为优选，CRD是所述高压器件的沟道长度的函数。

作为优选，CRD是所述高压器件的沟道宽度的函数。

作为优选，所述核心晶体管采用BSIM4晶体管模型拟合。