本發(fā)明涉及集成電路器件的版圖臨近效應模型，特別是涉及一種通用版圖臨近效應表征模型及其提取方法。

背景技術：

隨著半導體制造技術的不斷進步,CMOS工藝器件制造工藝已經發(fā)展到了納米級，目前最小尺寸已經縮減到20納米，而且10納米的研發(fā)已經提上日程。在亞微米器件時代(Lg>100納米)，器件的尺寸相對比較大，器件的電學特性基本上只受它自身的一些物理參數(shù)影響，與它周圍的器件、環(huán)境關聯(lián)不大；而到了納米時代(Lg<100納米)，一方面由于器件自身尺寸大大減小，另一方面，在先進工藝中為了提高器件載流子的遷移率而引入大量的應力增強技術，這些都導致器件周圍的環(huán)境對器件自身的電學特性影響越來越大。器件的周圍環(huán)境從版圖上來看就是不同層次、不同器件之間的臨近關系，這種臨近關系對器件自身電學特性的影響統(tǒng)稱為版圖臨近效應，即Layout Proximity Effects(LPE)。

當設計者在設計時考慮電路在不同的周邊環(huán)境下的器件性能，對其設計時也是很大幫助的，所以引入一個精確的模型對于電路設計工程師來說，是非常重要的。在原有的版圖臨近效應里與陪襯多晶硅(dummy poly)相關的模型中，通常只考慮了dummy poly與器件溝道(channel)的space的關系，而對于dummy poly的尺寸方面卻沒有進行考慮，但是在先進的工藝里，不同的dummy poly尺寸，使表面覆蓋的薄膜對器件的應力影響是有差別的，這就導致了與實際電路使用情況時出現(xiàn)一定的偏差。

圖1為現(xiàn)有技術版圖臨近效應表征模型的建立子程序圖。該版圖臨近效應表征模型建立步驟如下：

第一步，設置模型常數(shù)，以NMOS管為例進行說明，子電路模型為nmos_rvt(d g s b)，其中參數(shù)分別為漏極d、源極g、漏極s、襯底b，溝道長l單位為1e-6即1um(1e^-6、10^-6)，溝道寬w單位為1e-6即1um(1e^-6、10^-6)，設置比例因子scale_mos(默認值為0.9)以及陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離psf(較佳值為0.126e-6/0.9).

第二步，設置模型參數(shù)，第一表征因子f(psf)、第二表征因子f(l,w)以及LPE效應引起的閾值電壓偏移量del_vth。

f(psf)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

del_vth＝f(l,w)*f(psf)

w、l分別為MOS管寬、長，psf為陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離，scale_mos為比例因子，A，B，C，alpha，beta，r，D均為比例系數(shù)。

第三步，設置閾值電壓變化量并進行仿真，選擇閾值vth作失配變化量，其初值為

vth0＝0.4+del_vth

最后，代入版圖臨近效應表征模型進行仿真計算，圖中表征模型為nrvt nmos。

可見，在現(xiàn)有的版圖臨近效應表征模型中，只考慮了dummy poly與器件溝道(channel)的space的關系，而對于dummy poly的尺寸方面卻沒有進行考慮，然而，在先進的工藝里，不同的dummy poly尺寸，使表面覆蓋的薄膜對器件的應力影響是有差別的，這就導致了與實際電路使用情況時出現(xiàn)一定的偏差。

技術實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種通用版圖臨近效應表征模型及其提取方法，其在原有的版圖臨近效應表征模型基礎上，加入了與dummy poly尺寸相關的函數(shù)，通過調整與dummy poly尺寸相關的參數(shù)，可以使得該模型更準確表征與器件在不同周邊環(huán)境下的特性，從而建立更為精確且更實用的模型。

為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種通用版圖臨近效應表征模型，在原有模型中加入與陪襯多晶硅尺寸相關的函數(shù)，通過調整模型中與陪襯多晶硅尺寸相關的模型參數(shù)，以對該模型進行曲線擬合，從而建立更為精確的器件模型。

進一步地，所述模型于第一表征因子中引入與dummy poly尺寸相關的參數(shù)。

進一步地，所述第一表征因子采用如下公式計算：

f(psf,w_dummy,l_dummy)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)*a_w*

pwr(scale_mos*w_dummy,A_w)*a_l*pwr(scale_mos*l_dummy,A_l)

其中，psf為陪襯多晶硅與柵極之間的距離，scale_mos為比例因子，w_dummy為陪襯多晶硅的寬，l_dummy為陪襯多晶硅的長。

進一步地，該所述模型還獲取第二表征因子，該第二表征因子通過如下公式計算獲得：

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

其中w、l分別為MOS管寬、長，scale_mos為比例因子。

進一步地，所述模型中由LPE效應引起的閾值電壓偏移量del_vth通過如下公式獲得：

del_vth＝f(l,w)*f(psf,w_dummy,l_dummy)。

進一步地，所述適用于各種器件類型的效應模型，包括MOS，diode，bjt，Varactor，resistor，MOM。

為達到上述目的，本發(fā)明還提供一種通用版圖臨近效應表征模型的提取方法，包括如下步驟：

步驟一，設計LPE模型的器件結構；

步驟二，測量與LPE模型相關的數(shù)據(jù)；

步驟三，引入與陪襯多晶硅尺寸相關的函數(shù)，建立LPE模型；

步驟四，調整所建立的LPE模型的參數(shù)，對與陪襯多晶硅尺寸相關的LPE模型進行曲線擬合；

步驟五，若擬合結果滿足要求，則對所建立的LPE模型進行模型驗證。

進一步地，于步驟五中，若擬合結果不滿足要求，則返回步驟四。

進一步地，所述LPE與陪襯多晶硅尺寸相關的函數(shù)如下：

f(psf,w_dummy,l_dummy)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)*a_w*

pwr(scale_mos*w_dummy,A_w)*a_l*pwr(scale_mos*l_dummy,A_l)

其中，psf為陪襯多晶硅與門之間的距離，scale_mos為比例因子，w_dummy為陪襯多晶硅的寬，l_dummy為陪襯多晶硅的長。

進一步地，所述模型中由LPE效應引起的閾值電壓偏移量del_vth通過如下公式獲得：

del_vth＝f(l,w)*f(psf,w_dummy,l_dummy)

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

其中w、l分別為MOS管寬、長，scale_mos為比例因子。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明一種通用版圖臨近效應表征模型及其提取方法，其在原有的版圖臨近效應表征模型基礎上，加入了與dummy poly(陪襯多晶硅)尺寸相關的函數(shù)，通過調整與dummy poly尺寸相關的參數(shù)，可以使得該模型更準確表征與器件在不同周邊環(huán)境下的特性，從而建立更為精確且更實用的模型，適用于各種器件類型的效應模型。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術版圖臨近效應表征模型的建立子程序圖；

圖2為本發(fā)明一種通用版圖臨近效應表征模型架構建立的子程序圖；

圖3為本發(fā)明一種通用版圖臨近效應表征模型的提取方法的步驟流程圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例并結合附圖說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。

圖2為本發(fā)明一種通用版圖臨近效應表征模型架構建立的子程序圖。本發(fā)明，在原有模型中(只考慮dummy poly與器件溝道(channel)space的關系的LPE模型)加入與dummy poly尺寸相關的函數(shù)，通過調整新的LPE模型中的與dummy poly尺寸相關的模型參數(shù)，以對其進行曲線擬合，從而建立更為精確的器件模型，本發(fā)明可以更加準確表征器件在不同周圍環(huán)境下的特性，建立更為精準且實用性更廣的器件模型。本發(fā)明之通用版圖臨近效應表征模型建立過程如下：

第一步，設置模型常數(shù)，以NMOS管為例進行說明，子電路模型為nmos_rvt(d g s b)，其中參數(shù)分別為漏極d、源極g、漏極s、襯底b，溝道長l單位為1e-6即1um(1e^-6、10^-6)，溝道寬w單位為1e-6即1um(1e^-6、10^-6)，設置比例因子scale_mos(默認值為0.9)以及陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離psf(較佳值為0.126e-6/0.9).

第二步，設置模型參數(shù)，第一表征因子f(psf,w_dummy,l_dummy)、第二表征因子f(l,w)以及LPE效應引起的閾值電壓偏移量del_vth。

f(psf,w_dummy,l_dummy)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)*a_w*

pwr(scale_mos*w_dummy,A_w)*a_l*pwr(scale_mos*l_dummy,A_l)

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

del_vth＝f(l,w)*f(psf,w_dummy,l_dummy)

w、l分別為MOS管寬、長，psf為陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離，scale_mos為比例因子，w_dummy為陪襯多晶硅(dummy Poly)的寬，l_dummy為陪襯多晶硅(dummy Poly)的長，A，B，C，alpha，beta，r，D，A_w，A_l，a_w，a_l為比例系數(shù)，pwr是求冪函數(shù)。

第三步，設置閾值電壓變化量并進行仿真，選擇閾值vth作失配變化量，其初值為

vth0＝0.4+del_vth

最后，代入版圖臨近效應表征模型進行仿真計算，圖中表征模型為nrvt nmos。

可見，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中第一表征因子f(psf,w_dummy,l_dummy)的計算函數(shù)與現(xiàn)有技術的不同，其通過引入與dummy poly尺寸相關的函數(shù)，可以更加準確表征器件在不同周圍環(huán)境下的特性，建立更為精準且實用性更廣的器件模型。

圖3為本發(fā)明一種通用版圖臨近效應表征模型的提取方法的步驟流程圖。如圖3所示，本發(fā)明一種通用版圖臨近效應表征模型的提取方法，包括如下步驟：

步驟301，設計LPE模型的器件結構。

步驟302，利用WAT機臺測量與LPE模型相關的數(shù)據(jù)，例如包括表征器件性能的閾值電壓、飽和電流等。

步驟303，引入與陪襯多晶硅(dummy poly)尺寸相關的函數(shù)，建立LPE模型。即：

f(psf,w_dummy,l_dummy)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)*a_w*

pwr(scale_mos*w_dummy,A_w)*a_l*pwr(scale_mos*l_dummy,A_l)

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

del_vth＝f(l,w)*f(psf,w_dummy,l_dummy)

其中，w、l分別為MOS管寬、長，psf為陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離，scale_mos為比例因子，w_dummy為陪襯多晶硅(dummy Poly)的寬，l_dummy為陪襯多晶硅(dummy Poly)的長，A，B，C，alpha，beta，r，D，A_w，A_l，a_w，a_l為模型抽取時函數(shù)的比例系數(shù)。

步驟304，調整所建立的LPE模型的參數(shù)，對與陪襯多晶硅(dummy poly)尺寸相關的LPE模型進行曲線擬合，例如，通過對測量曲線添加趨勢線，使模型仿真出來的點形成的趨勢線的斜率去匹配測量趨勢線斜率，達到擬合的效果。

步驟305，若擬合結果滿足要求，則對所建立的LPE模型進行模型驗證，即，對模型進行連續(xù)性、穩(wěn)定性驗證，以保證整個模型的可使用性；否則返回至步驟304。

在本發(fā)明較佳實施例中，以MOS為例，為了表征不同dummy poly陪襯多晶硅)的尺寸對其器件的影響，會增加設計與之相關的版圖，在增加的設計版圖里，要注意包括下面幾點：1.保持dummy poly與器件本身的space不變，2.保持dummy poly的寬度，變化其長度，3.保持dummy poly的長度，變化其寬度，然后根據(jù)該設計版圖出來的wafer(晶圓)進行測量，對測量數(shù)據(jù)進行分析，對于常規(guī)模型模擬好后，然后開始調整與dummy poly尺寸相關的函數(shù)系數(shù)，這樣就可以得到與dummy poly尺寸相關的LPE模型，設計者可以通過仿真該模型了解器件在不同dummy poly尺寸下的特性情況，在開始設計的時候將該因素考慮進去，這樣就使得該模型更能反映實際特性。

可見，本發(fā)明一種通用版圖臨近效應表征模型及其提取方法，其在原有的版圖臨近效應表征模型基礎上，加入了與dummy poly(陪襯多晶硅)尺寸相關的函數(shù)，通過調整與dummy poly尺寸相關的參數(shù)，可以使得該模型可準確表征與器件在不同周邊環(huán)境下的特性，從而建立更為精確且更實用的模型，適用于各種器件類型的效應模型，例如MOS，diode，bjt，Varactor，resistor，MOM等等。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領域技術人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。