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CMOS模型参数提取方法的研究

作　者: 谢达勇
导　师: 赖宗声
学　校: 华东师范大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: BSIM3 模型参数参数提取优化算法
分类号: TN432
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 376次
引　用: 2次
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内容摘要

对于当前的集成电路设计技术，计算机辅助模拟已成为一种不可缺少的工具。电路模拟器能否用于大规模集成电路的设计和分析取决于模拟器中所采用的器件模型，以及该模型中模型参数的准确性。在集成电路制造业中，器件模型同样非常重要。模型参数对应集成电路生产工艺，工艺参数的细微变化都会引起该工艺的模型参数发生相应的变化。通过观察模型参数可以监视工艺的稳定性。当产品发生失效现象时，分析模型参数是做产品失效分析的一个重要手段。本论文选取目前业界占主流地位的BSIM3(Berkeley short-channel IGFET model)为将要提取的模型，它是专门为短沟道MOS场效应晶体管而开发的一种模型。本论文中提取了贝岭2.4uCMOS工艺的模型参数，做的主要工作有： 1．根据参数提取的需要，确定器件组的尺寸。利用由探针台、半导体参数分析仪、开关矩阵等测试设备构成的测量系统，测量器件组的I-V和C-V特性，获取了大量测量数据，并筛除其中的坏数据，为模型参数提取准备好所需的数据。 2．数据测量结束之后，论文中分别用单器件模型提取、model-binning、多器件模型提取三种方法提取BSIM3模型直流参数，并对这三种提取方法的优缺点及应用场合作出比较。单器件模型提取方法和多器件模型提取方法基于物理机制，论文中采用局域优化的方法，对不同的模型参数在不同的工作区提取。论文中根据模型参数的物理含义，确定了模型参数的提取顺序。model-binning基于经验机制，在单器件模型提取的基础上，论文中用model-binning的方法提取了模型直流参数。此外，论文中还提取了BSIM3模型交流参数中的结电容相关参数。 3．论文结尾对提取得到的模型参数进行验证，给出了模型参数的误差值，并对它们的误差进行了比较、分析。最后，对本论文的工作进行了总结，并对模型参数提取的进一步研究提出了自己的看法。

全文目录

摘要  4-5
ABSRTACT  5-6
第一章绪论  6-11
  1.1 引言  6
  1.2 模型参数提取的意义  6-8
  1.3 国内外模型参数提取技术现状  8-9
  1.4 研究内容及安排  9-11
第二章 MOS模型介绍  11-24
  2.1 MOS器件模型分类与发展  11-13
  2.2 BSIM3模型  13-23
  2.3 小结  23-24
第三章模型参数提取  24-52
  3.1 基本原理  24-26
  3.2 算法简介  26-29
  3.3 数据测量  29-36
    3.3.1 器件的尺寸确定  29-31
    3.3.2 器件Ⅳ特性曲线的测量  31-36
  3.4 提取参数  36-48
    3.4.1 单器件模型提取  37-41
    3.4.2 model-binning参数提取  41-44
    3.4.3 多器件模型提取  44-48
  3.5 器件交流参数的提取  48-52
    3.5.1 寄生结电容参数的提取  49-52
第四章模型的验证  52-57
  4.1 用spectre软件仿真  52-53
  4.2 误差报告  53-57
第五章总结与展望  57-61
参考文献  61-62

CMOS模型参数提取方法的研究

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