[发明专利]电阻模型及其修正方法

说明书

本发明一种电阻模型及其修正方法，包括：制定宽度、长度及与周围图形距离不同的多个电阻结构；测量所述多个电阻结构的电阻值，分别得出宽度、长度及与周边图形距离对电阻结构深度的影响参数；对所述影响参数进行拟合，得出所述电阻结构的深度分别与宽度、长度及与周围图形距离的函数关系：H＝f(W，L，S)，H为电阻结构的深度，W为电阻结构的宽度，L为电阻结构的长度，S为电阻结构与周围图形的距离；在电阻模型的提取过程中，根据所述函数关系对电阻结构进行修正。本发明对电阻模型中方块电阻率的概念进行了修正，得到更高精度的电阻模型公式，解决了在新工艺新技术下电阻模型公式无法精确仿真的弊端。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种提电阻模型及其修正方法。

背景技术

电阻是电路中最基本的元器件之一，广泛应用于各类电路设计之中。其基本定义是衡量电子通过某种材料的难易程度，其定量计算式如下：

R＝ρ*L/S–公式1

其中，ρ为电阻率，表征电阻材料的导电性能，是既定材料的固有属性。L和S为电阻材料的长度和横截面的面积，越长的电阻材料，越小的横截面积，材料电子通过越难，表现为同一材料相同电势差下，越小的电流能力，电阻越大；反之，电阻越小。

电阻器件在集成电路设计中，以更小的形式被广泛使用，典型的如MOS电阻、多晶硅电阻、通孔电阻、金属电阻等等。基于目前传统工艺条件下，无论掺杂注入型半导体电阻，或者刻蚀图形类如多晶硅、通孔、金属电阻等，电阻材料的厚度在半导体硅片制造场景下是固定不变的，因此，上述公式1可变形为：

R＝ρ*L/S＝ρ*L/(H*W)–公式2

其中，H为电阻材料的厚度，W为电阻材料的宽度，H*W表征为电阻材料的横截面积S。进一步的，目前背景下的电阻模型表征为如下公式

R＝ρ*L/S＝ρ*L/(H*W)＝R□*L/W–公式3

其中，R□＝ρ/H，定义为特定电阻材料的方块电阻率，表征此电阻材料在一个方块结构下的导电性能，定义为半导体工艺下既定材料的固有属性。同样的，L和W分别为该电阻材料的长度和宽度。

基于此，所述公式3中，R□为工艺能力所决定的特定材料的固有属性，通常由半导体制造商提供。在电路设计中，尤其在版图结构设计中，仅考虑器件在版图平面下的绘制长度和宽度，即可得到所设计器件的电阻值。

考虑到集成电路制造中，光刻、蚀刻等工艺在物理效应产生影响的因素下，电阻材料的有效长度和有效宽度与设计值存在一定误差，定义长度和宽度的误差为等效误差，表示为DeltaL和DeltaW；另外，在电阻的两个端头，需要使用通孔和金属进行引线相连到电路结构中，会产生固定的端接电阻，表示为Rend，Rend为端头寄生所产生的电阻，为两个端头电阻的总和。考虑上述两个因素，传统的电阻模型表达式变化为如下公式4

R＝ρ*L/S＝ρ*L/(H*W)＝R□*L/W＝R□*(L+DeltaL)/(W+DeltaW)+Rend–公式4

当前半导体行业中，已广泛使用仿真软件对半导体器件和电路的性能进行研究。因此，仿真建模技术中模型的选取和模型中参数的提取越来越重要，当前环境下，公式4广泛的被选取为半导体电阻的模型公式(公式4中未考虑电压效应系数、温度效应系数，并不代表目前行业中不考虑此两项效应系数)；而对于该电阻模型中的参数提取方法，很多专利技术中，都给出了不同的解决方案，包括对DeltaW、DeltaL、Rend的研究。