專利名稱：雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體器件參數(shù)測試及提取方法，特別涉及一種雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法。
背景技術(shù)：
雙極型晶體管是現(xiàn)代半導體集成電路中所采用的重要器件之一。單體的雙極型晶體管版圖尺寸一般偏小，特別的，在射頻集成電路中其相應的結(jié)電容往往在lOe-15法拉數(shù)量級，因此采用普通電容計測試所得的數(shù)值誤差較大。為了減小雙極型晶體管結(jié)電容的測試誤差，人們通常會用并聯(lián)器件的方法來人為地增加電容數(shù)值，但這種方法會增加測試芯片的面積，同時又會人為地引入連線的寄生效應。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，能快速可靠地提取雙極型晶體管結(jié)電容。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，包括以下步驟一 .在版圖設計中，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為二端口網(wǎng)絡的端口 1，而將雙極型晶體管的集電極接為二端口網(wǎng)絡的端口 2 ；二 .分別進行第一高頻測試、第二高頻測試，得到雙極型晶體管結(jié)電容；第一高頻測試，是在雙極晶體管的基極加掃描電壓，在雙極型晶體管的集電極加一個OV的電壓，同時，選定測試頻率freq，測兩個端口之間的Y參數(shù)，接著按以下三個公式進行推導，得到雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容Cje和集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，以及襯底電容Cjs在零偏壓時的電容值；第二高頻測試，是在雙極晶體管的集電極加掃描電壓，在雙極型晶體管的基極加一個OV的電壓，同時，選定測試頻率freq，測兩個端口之間的Y參數(shù)，接著按以下三個公式進行推導，得到雙極型晶體管襯底電容Cjs和集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值， 以及發(fā)射結(jié)電容Cje在零偏壓時的電容值；所述三個公式如下，其中Imag為一個復數(shù)的虛部，Yl 1，Y12，Y21，Y22為二端口網(wǎng)絡的四個Y參數(shù)，2 31 *freq*Cje = Im ag((Yll+Y12)/2)，2 π*freq*Cjc = -Imag((Y21+Y12)/2)，2 π*freq*Cjs = Imag((Y21+Y22)/2)。本發(fā)明的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，在版圖設計中，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為二端口網(wǎng)絡的端口 1，而將雙極型晶體管的集電極接為二端口網(wǎng)絡的端口 2，通過特殊設計的兩次高頻測試，并采用高頻參數(shù)的計算方法， 得到雙極型晶體管結(jié)電容，可以極大地提高雙極型晶體管結(jié)電容的提取效率，降低技術(shù)開發(fā)的成本。同時，特殊設計的兩次高頻測試，一次能得到雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容Cje、集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值、襯底電容Cjs在零偏壓時的電容值，另一次能得到雙極型晶體管襯底電容Cjs、集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值、發(fā)射結(jié)電容 Cje在零偏壓時的電容值，由于在以上兩次測試中都得到了集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，所以可以檢查對比兩次高頻測試特定偏壓情況下集電結(jié)電容Cjc數(shù)值的一致性，從而有效地驗證測試結(jié)果的可靠性。


下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是雙極型晶體管對應的二端口網(wǎng)絡示意圖；圖2是本發(fā)明的本發(fā)明的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法的流程圖。
具體實施例方式根據(jù)高頻網(wǎng)絡理論，雙極型晶體管可視為典型的二端口網(wǎng)絡，如圖1所示。其中， 端口 1至端口 2，端口 1至地，端口 2至地共三個射頻支路的導納值均可由二端口網(wǎng)絡的Y 參數(shù)推導而得。將雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容定義為Cje，雙極型晶體管集電結(jié)電容定義為 Cjc，而雙極型晶體管襯底電容定義為Cjs。因此，Cje是端口 1至地支路的導納虛部，Cjc 是端口 1至端口 2支路的導納虛部，而Cjs是端口 2至地支路的導納虛部。則有2 π *freq*Cje = Imag((Yll+Y12)/2)........................ (1)2 π *freq*Cjc = -Imag ((Y21+Y12)/2)........................... (2)2 π *freq*Cjs = Imag ((Y21+Y22) /2)........................ (3)以上3個公式中，打叫為高頻測試的頻率，1!11叫為一個復數(shù)的虛部311312321， Y22為二端口網(wǎng)絡的四個Y參數(shù)。因此，只要設計一些特殊的高頻測試，即可通過測試數(shù)據(jù)的推導，得到結(jié)電容的精確數(shù)值。本發(fā)明的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法一實施方式如圖2所示，包括以下步驟一 .在版圖設計中，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為二端口網(wǎng)絡的端口 1，而將雙極型晶體管的集電極接為二端口網(wǎng)絡的端口 2 ；二 .分別進行第一高頻測試、第二高頻測試，得到雙極型晶體管結(jié)電容；第一高頻測試，是在雙極晶體管的基極加從-3V到+0. 7V的掃描電壓，在雙極型晶體管的集電極加一個OV的電壓，同時，選定測試頻率freq為10GHz，測兩個端口之間的Y參數(shù)，接著按以上三個公式進行推導，得到雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容Cje和集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，以及襯底電容Cjs在零偏壓時的電容值；第二高頻測試，是在雙極晶體管的集電極加從-3V到+0. 7V的掃描電壓，在雙極型晶體管的基極加一個OV的電壓，同時，選定測試頻率freq為IOGHz，測兩個端口之間的Y參數(shù)，接著按以上三個公式進行推導，得到雙極型晶體管襯底電容Cjs和集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，以及發(fā)射結(jié)電容Cje在零偏壓時的電容值。所述掃描電壓也可以選擇其它范圍，如選用從-5V到+IV，可以在IOOMHz到50GHz
4以內(nèi)選擇測試頻率freq，如測試頻率可以為100MHz、IGHz、20GHz、50GHz。
本發(fā)明的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，在版圖設計中，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為二端口網(wǎng)絡的端口 1，而將雙極型晶體管的集電極接為二端口網(wǎng)絡的端口 2，通過特殊設計的兩次高頻測試，并采用高頻參數(shù)的計算方法， 得到雙極型晶體管結(jié)電容，可以極大地提高雙極型晶體管結(jié)電容的提取效率，降低技術(shù)開發(fā)的成本。同時，特殊設計的兩次高頻測試，一次能得到雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容Cje、集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值、襯底電容Cjs在零偏壓時的電容值，另一次能得到雙極型晶體管襯底電容Cjs、集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值、發(fā)射結(jié)電容 Cje在零偏壓時的電容值，由于在以上兩次測試中都得到了集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，所以可以檢查對比兩次高頻測試特定偏壓情況下集電結(jié)電容Cjc數(shù)值的一致性，從而有效地驗證測試結(jié)果的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，其特征在于，包括以下步驟一.在版圖設計中，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為二端口網(wǎng)絡的端口 1，而將雙極型晶體管的集電極接為二端口網(wǎng)絡的端口 2 ；二.分別進行第一高頻測試、第二高頻測試，得到雙極型晶體管結(jié)電容；第一高頻測試，是在雙極晶體管的基極加掃描電壓，在雙極型晶體管的集電極加一個 OV的電壓，同時，選定測試頻率freq，測兩個端口之間的Y參數(shù)，接著按以下三個公式進行推導，得到雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容Cje和集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，以及襯底電容Cjs在零偏壓時的電容值；第二高頻測試，是在雙極晶體管的集電極加掃描電壓，在雙極型晶體管的基極加一個 OV的電壓，同時，選定測試頻率freq，測兩個端口之間的Y參數(shù)，接著按以下三個公式進行推導，得到雙極型晶體管襯底電容Cjs和集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，以及發(fā)射結(jié)電容Cje在零偏壓時的電容值；所述三個公式如下，其中Imag為一個復數(shù)的虛部，Yl 1，Y12，Y21，Y22為二端口網(wǎng)絡的四個Y參數(shù)，2 π*freq*Cje = Imag((Yll+Y12)/2)，2 π*freq*Cjc = -Imag((Y21+Y12)/2)，2 π*freq*Cjs = Imag((Y21+Y22)/2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，其特征在于，所述掃描電壓為從-3V到+0. 7V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，其特征在于，所述掃描電壓為從-5V到+IV。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，其特征在于，所述測試頻率 freq 在 IOOMHz 到 50GHz 以內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，其特征在于，所述測試頻率 freq 為 100MHz、IGHz、IOGHz、20GHz 或 50GHz。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，在版圖設計中，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為二端口網(wǎng)絡的端口1，而將雙極型晶體管的集電極接為二端口網(wǎng)絡的端口2；然后進行第一高頻測試、第二高頻測試，分別測兩個端口之間的Y參數(shù)，接著分別按三個公式進行推導得到雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容Cje和集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，以及襯底電容Cjs在零偏壓時的電容值；雙極型晶體管襯底電容Cjs和集電結(jié)電容Cjc在不同掃描電壓下的電容值，以及發(fā)射結(jié)電容Cje在零偏壓時的電容值。本發(fā)明的雙極型晶體管結(jié)電容的提取方法，能快速可靠地提取雙極型晶體管結(jié)電容。
文檔編號G01R27/26GK102338828SQ20101023362
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者周天舒 申請人:上海華虹Nec電子有限公司