[发明专利]用于栅控二极管的建模方法和模型电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种用于栅控二极管 (gateddiode)的建模方法和模型电路。

背景技术

近年来，栅控二极管获得了广泛的应用。与常规二极管例如常规 浅沟槽隔离(ShallowTrenchIsolation，STI)二极管相比，栅控二极管 因其具有较低的串联电阻而具有较高的静电放电(ESD)保护性能。 栅控二极管还具有较好的品质因子(Q-factor)用于射频(RF)应用。 因此，为了预测栅控二极管在其所处的环境中的性能和可靠性，需要 对栅控二极管进行仿真。现有的用于常规二极管的SPICE模型不能 很好地描述栅控二极管。

发明内容

本发明提供一种用于栅控二极管的模型电路，所述模型电路包括 二极管、电阻以及电流源。其中，所述二极管与所述电阻串联连接在 正极(Anode)和负极(Cathode)之间；以及所述电流源与所述二极 管和所述电阻并联连接在所述正极和所述负极之间。

在本发明的一个实施例中，所述电流源为压控电流源 (voltage-controlled-current-source)。

在本发明的一个实施例中，所述压控电流源中的电流以指数方式 依赖于所述正极与所述负极之间的电压。

在本发明的一个实施例中，所述压控电流源中的电流用等式表示 为：

IVCCS=apre·W·Nf·Vna·exp(-α/V)+bpre·W·Nf·Vnb·exp((β·V)/T-(q·φb)/k·T)]]>

其中，W是扩散宽度(diffusionwidth)，Nf是指状分支数目(finger number)，na、nb、apre、bpre、α、β以及Φb是被提取的参数，V是 所述正极与所述负极之间的电压，T是温度，q是电子电荷(electron charge)，k是玻尔兹曼(Boltzman)常数。

在本发明的一个实施例中，所述二极管和所述电阻与常规二极管 的等效电路模型中的二极管和电阻相同。

在本发明的一个实施例中，所述常规二极管为浅沟槽隔离二极 管。

在本发明的一个实施例中，所述电路还包括开关，所述开关用于 控制所述电流源所在的支路的通断。

本发明还提供一种用于栅控二极管的建模方法，所述建模方法包 括：建立常规二极管的等效电路模型，其中所述等效电路模型包括二 极管和电阻，所述二极管与所述电阻串联连接在正极和负极之间；以 及添加电流源并使所述电流源与所述二极管和所述电阻并联连接在 所述正极和所述负极之间。

在本发明的一个实施例中，所述电流源为压控电流源。