[发明专利]基于索末菲积分的集成电路电磁参数提取方法

说明书

本发明提出了一种基于索末菲积分的集成电路电磁参数提取方法，实现步骤为：生成含有索末菲SI积分的格林函数插值表；对集成电路进行网格离散；采用矩量法求解每条边的电流；获取集成电路电磁参数的提取结果。本发明在生成多层介质的格林函数插值表时，使用了带索末菲积分的分层介质格林函数，对格林函数中的索末菲积分使用全奇异性提取，处理了积分中所有阶数的奇异性，使得索末菲积分可以快速收敛，进而加快格林函数插值表的生成速度，避免了现有技术只是针对积分的最高阶奇异性进行处理，积分可能出现收敛缓慢的缺陷，保证提取精度的前提下，有效提高了电磁参数提取速度。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，涉及一种集成电路电磁参数提取方法，具体涉及一种基于索末菲积分的集成电路电磁参数提取方法，可用于对集成电路的导纳参数和品质因数提取。

背景技术

集成电路是使用特殊加工方法将所需的电子元件如电阻、电容、二级管等以及元件间的连线布脚安置，同时用半导体加工工艺，集成于一块小型半导体片上，实现具有特定功能的微型电子电路。在集成电路设计过程中需要设计多层，有P型衬底层、N型扩散区层、氧化膜绝缘层、多晶硅层等，各层称之为材料介质层。根据芯片设计布图层，制作的硅晶圆上就有对应材料介质层。

集成电路的电磁参数包括导纳参数Y、品质因数Q：Y是用来表示端口网络的电压、电流关系的参量，包括端口1的输入导纳Y₁₁、端口2到端口1的转移导纳Y₁₂、端口1到端口2的转移导纳Y₂₁、端口2的输入导纳Y₂₂。其中，重点提取的为Y₁₁。当端口2短路时，Y₁₁表示为端口1的电流与电压之比，其物理意义为输入电压对输入电流的控制作用；品质因数Q是指在某一角频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比，端口的Q值愈大,用该端口组成的集成电路的选择性愈佳。

现有技术的集成电路电磁参数提取包括四个步骤：(1)生成多层格林函数插值表、(2)对集成电路网格离散、(3)矩量法求解、(4)电磁参数提取。现有技术的电磁参数提取的计算时间主要消耗在两方面：一个是生成格林函数插值表的计算时间，一个是矩量法的求解时间。使用传统方法生成格林函数插值表收敛速度慢，计算效率低，给数值计算造成了极大难度，因此传统方法无法实现格林函数插值表的快速生成。

赵鹏在其发表的硕士学位论文“射频集成电路电磁参数提取”中公开了一种射频集成电路提取方法，其步骤为(1)生成由低到高分层插值格林函数(2)对集成电路三角形网格离散(3)用分层插值格林函数加速矩量法求解(4)计算集成电路电磁参数。该方法存在的不足之处在于使用由低到高的分层插值的格林函数来加速方程求解，生成分层格林函数的速度较慢，对集成电路电磁参数提取加速效果较差。

马铭磷等人在其发表的论文“新型平面螺旋变压器的T-型等效电路模型”(马铭磷，陈媛，金湘亮，李成玮，李志军，新型平面螺旋变压器的T-型等效电路模型，微电子学，2016年8月，第4期第46卷)公开了一种向量拟合算法提取参数方法，通过二端口网络分析及向量拟合算法提取模型中的品质因数Q及元件值电阻、电感等，并使用HFSS仿真验证。该方法存在的不足之处在于该方法只能用于平面结构的集成电路的电磁参数提取，不能够解决多层介质集成电路模型的电磁参数提取问题。该电磁参数提取方法提取的三维结构的参数结果精度偏低，通用性差。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提出了一种基于索末菲积分的集成电路电磁参数提取方法，旨在保证提取精度的前提下，提高电磁参数提取的效率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：

(1)生成含有索末菲SI积分的格林函数插值表：