專利名稱：射頻mos變?nèi)萜鞯哪M方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)計(jì)技術(shù)，特別涉及一種射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法。
背景技術(shù)：
MOS varactor (變?nèi)萜?是射頻CMOS或BiCMOS集成電路的重要元件之一，廣泛應(yīng) 用在壓控振蕩器等射頻電路模塊中。傳統(tǒng)的N型MOSvaractor (變?nèi)萜?的剖面圖見圖1 圖中Lg為柵極寄生電感，Rg為柵極寄生電阻，C_M0S為MOS電容，Rnw為溝道區(qū)電阻，Rnwe 為N+注入?yún)^(qū)寄生電阻，Rs為源/漏端寄生電阻，Ls為源/漏端寄生電感，Cfr為柵極與源 漏N+區(qū)重疊部分電容，Dnwi,Dnwe為P型襯底與N阱寄生二極管，Rsub為P型襯底寄生電 阻，Csub為P型襯底寄生電容。傳統(tǒng)的RF MOS varactor器件建模主要有兩種方法基于經(jīng)驗(yàn)公式(如雙曲余切 函數(shù))，或者是對于N型MOS變?nèi)萜鞑捎肞MOS器件模型(其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2)，對于P型MOS 變?nèi)萜鞑捎肗MOS器件模型(其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3)，圖中，Ig為柵極寄生電感，rg為柵極寄生 電阻，rnwi為N型MOS變?nèi)萜鳒系绤^(qū)電阻，rnwe為N+注入?yún)^(qū)寄生電阻，rpwi為P型MOS變 容器溝道區(qū)電阻，rpwe為P+注入?yún)^(qū)寄生電阻，rs為源/漏端寄生電阻，Is為源/漏端寄生 電感，cfr為柵極與源漏注入?yún)^(qū)重疊部分電容，dl、d2為N型MOS的P型襯底與N阱寄生二 極管，rl、r2為P型MOS的P阱寄生電阻，rsub為襯底寄生電阻、csub為襯底寄生電容。采 用經(jīng)驗(yàn)公式的模型，不易實(shí)現(xiàn)模型的等比例縮放，擴(kuò)展性差；對于N型MOS變?nèi)萜鞑捎肞MOS 器件模型，或?qū)τ赑型MOS變?nèi)萜鞑捎肗MOS器件模型，由于需要在PMOS器件模型或NMOS 器件模型源漏兩端接兩個高阻值的電阻來模擬源漏浮空的狀態(tài)，易在電路仿真過程中引起 不收斂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，能避免仿真中 出現(xiàn)不收斂的情況，同時實(shí)現(xiàn)實(shí)等比例縮放，實(shí)現(xiàn)模型的可擴(kuò)展性，降低射頻MOS變?nèi)萜鹘?模的復(fù)雜程度，方便了射頻集成電路的設(shè)計(jì)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，建立一射頻MOS變?nèi)?器仿真模型，利用所述射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ蛯ι漕lMOS變?nèi)萜鬟M(jìn)行模擬，模擬射頻MOS 變?nèi)萜鞯碾娙葜惦S電壓變化而變化的特性，其特征在于，所述射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷?拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的可變電容的模型由同類型的MOS器件模型進(jìn)行模擬，所述同類型的MOS器件 模型，柵端是可變電容的一端，源漏并接作為可變電容的另一端，體端接地。所述射頻MOS變?nèi)萜魅绻麨镹型，則所述同類型的MOS器件模型為N型。所述射頻MOS變?nèi)萜魅绻麨镻型，則所述同類型的MOS器件模型為P型。本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，采用的MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中 的可變電容的模型，利用傳統(tǒng)的同類型NMOS器件模型，不需要在同類型NMOS器件模型源漏 端額外加入兩個大電阻，避免了仿真中出現(xiàn)不收斂的情況，降低了模型的復(fù)雜程度，同時實(shí)現(xiàn)了等比例縮放，有效的實(shí)現(xiàn)了模型的可擴(kuò)展性，降低了射頻MOS變?nèi)萜鹘５膹?fù)雜程度， 方便了射頻集成電路的設(shè)計(jì)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1是傳統(tǒng)的N型MOS變?nèi)萜鞯钠拭鎴D；圖2是N型MOS變?nèi)萜鞑捎肞MOS器件模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖3是P型MOS變?nèi)萜鞑捎肗MOS器件模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法中射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ鸵粚?shí)施方 式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法得到的模型和測試數(shù)據(jù)的擬合情況 圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，建立一射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ?，利用所?射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ蛯ι漕lMOS變?nèi)萜鬟M(jìn)行模擬，模擬射頻MOS變?nèi)萜鞯碾娙葜惦S電 壓變化而變化的特性；所述射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中的可變電容的模型由同 類型(N型或P型)的MOS器件模型進(jìn)行模擬，所述同類型(N型或P型)的MOS器件模型， 柵端是可變電容的一端，源漏并接作為可變電容的另一端，體(Bulk)端接地。所述射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)一實(shí)施方式如圖4所示，圖4所示為一 N型MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，圖中Ig為柵極寄生電感，rg為柵極寄生電阻，rnwi 為溝道區(qū)電阻，rnwe為N+注入?yún)^(qū)寄生電阻，rs為源/漏端寄生電阻，Is為源/漏端寄生電 感，cfr為柵極與源漏N+區(qū)重疊部分電容，dl、d2為P型襯底與N阱寄生二極管，rsub為 P型襯底寄生電阻、CSUb為P型襯底寄生電容。圖4所示為一 N型射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺?型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，N型射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ椭械目勺冸娙莸哪Ｐ褪褂脗鹘y(tǒng)的NMOS器件模 型，柵(Gate)端是可變電容的一端，源/漏(Source/Drain)并接作為可變電容的另一端， 體(Bulk)端接地。對于P型射頻MOS變?nèi)萜鳎琍型射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ椭械目勺冸娙莸哪Ｐ褪?用傳統(tǒng)的PMOS器件模型，連接方法和N型射頻MOS變?nèi)萜饕恢?，PMOS器件模型柵端(Gate) 作為變?nèi)萜鞯囊欢耍绰┒?Source/接到一起作為變?nèi)萜鞯牧硪欢?，襯底端接地。本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中的 可變電容的模型，由同類型的MOS器件模型對射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中的可 變電容的模型進(jìn)行模擬，所述同類型的MOS器件模型，柵端是可變電容的一端，源漏并接作 為可變電容的另一端，體端接地，由于作為工業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的MOS器件模型(BSIM3，BSIM4等)， 是基于器件物理的器件模型，具有良好的可縮放性和可擴(kuò)展性，可以模擬不同工藝平臺的 一定尺寸范圍的器件的電流電壓，電容電壓特性，因此可以利用所述同類型的MOS器件模 型的可縮放性能實(shí)現(xiàn)射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷目煽s放性，不需要在MOS器件模型源漏端 接入大阻值電阻，避免了在電路仿真中出現(xiàn)不收斂的情況。同時利用同類型的MOS器件模 型參數(shù)可以很方便地實(shí)現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)的擬合，降低了射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ徒⒌碾y度，且射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ图婢邆淞送愋偷腗OS器件模型的可擴(kuò)展性，很容易應(yīng)用在 不同的工藝平臺上。本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，利用射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ蛯ι漕lMOS 變?nèi)萜鬟M(jìn)行模擬，模擬射頻MOS變?nèi)萜鞯碾娙葜惦S電壓變化而變化的特性，模型和測試數(shù) 據(jù)的擬合情況見圖5，其中實(shí)現(xiàn)代表模擬特性曲線，三角形線為實(shí)際測量特性線，從圖5中 可以看到，本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，在比較寬的尺寸范圍內(nèi)對數(shù)據(jù)的擬合效 果均比較好。本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，采用的MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中 的可變電容的模型，利用傳統(tǒng)的同類型NMOS器件模型，不需要在同類型NMOS器件模型源漏 端額外加入兩個大電阻，避免了仿真中出現(xiàn)不收斂的情況，降低了模型的復(fù)雜程度，同時實(shí) 現(xiàn)了等比例縮放，有效的實(shí)現(xiàn)了模型的可擴(kuò)展性，降低了射頻MOS變?nèi)萜鹘５膹?fù)雜程度， 方便了射頻集成電路的設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，建立一射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ?，利用所述射頻 MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ蛯ι漕lMOS變?nèi)萜鬟M(jìn)行模擬，模擬射頻MOS變?nèi)萜鞯碾娙葜惦S電壓變 化而變化的特性，其特征在于，所述射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中的可變電容的 模型由同類型的MOS器件模型進(jìn)行模擬，所述同類型的MOS器件模型，柵端是可變電容的一 端，源漏并接作為可變電容的另一端，體端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，其特征在于，所述射頻MOS變?nèi)?器為N型，所述同類型的MOS器件模型為N型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，其特征在于，所述射頻MOS變?nèi)?器為P型，所述同類型的MOS器件模型為P型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，建立一射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ?，利用所述射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ蛯ι漕lMOS變?nèi)萜鬟M(jìn)行模擬，模擬射頻MOS變?nèi)萜鞯碾娙葜惦S電壓變化而變化的特性，所述射頻MOS變?nèi)萜鞣抡婺Ｐ偷耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中的可變電容的模型由同類型的MOS器件模型進(jìn)行模擬，所述同類型的MOS器件模型，柵端是可變電容的一端，源漏并接作為可變電容的另一端，體端接地。本發(fā)明的射頻MOS變?nèi)萜鞯哪M方法，避免了仿真中出現(xiàn)不收斂的情況，同時實(shí)現(xiàn)了等比例縮放，有效的實(shí)現(xiàn)了模型的可擴(kuò)展性，降低了射頻MOS變?nèi)萜鹘５膹?fù)雜程度，方便了射頻集成電路的設(shè)計(jì)。
文檔編號G06F17/50GK102117352SQ20101002722
公開日2011年7月6日 申請日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者王生榮 申請人:上海華虹Nec電子有限公司