一种变容器的电容－电压模型的形成方法，其特征在于，包括： 在一电压范围内测试变容器的电容值，所述电压具有中点值以及相邻取值之间的间隔值，所述变容器的栅极层的栅极条具有长度Ｌ以及宽度Ｗ； 计算该电压范围内、栅极条长度为Ｌ以及宽度为Ｗ的变容器的单位电容，所述单位电容具有最小值和最大值； 采用ｙ＝＊＊＊＋Ａ↓［２］作为变容器的电容－电压模型，其中，ｘ值为电压，ｙ值为栅极条长度为Ｌ以及宽度为Ｗ的变容器的单位电容，ｘ↓［０］为电压的中点值，ｄｘ为电压相邻取值之间的间隔值； 将栅极条长度为Ｌ以及宽度为Ｗ的变容器的单位电容的最小值作为所述方程中的Ａ１，将栅极条长度为Ｌ以及宽度为Ｗ的变容器的单位电容的最大值作为所述方程中的Ａ２。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种变容器的电容-电压模型及 其形成方法。
技术介绍
在混合信号应用中，在CMOS集成电路中通常用到变容器，变容器是一种 具有可以通过适当的电压或者电流偏压进行控制的电容。变容器通常在所谓 压控振荡器(VCO)中釆用，所述压控振荡器的频率通过施加的电流或者电 压进行控制。这种情况下，当需要可变频率或者信号需要被同步(synchronize) 至一个参考信号时候需要用到VCO。常用的变容器可以分为金属-氧化物-半导体(MOS)变容器和结型变 容器。MOS变容器结构为金属-氧化物-半导体晶体管结构，结型变容器结 构为交错的p型掺杂区和n型掺杂区。MOS变容器具有较大电容变化范围，可 调电压范围通常约为1V,即很小的电压变化可能导致很大的电容变化。相反， 结型变容器具有较小的电容变化范围。在当前的CMOS集成电路中，MOS变 容器以其较大的电容变化范围以及与标准CMOS工艺兼容的优点获得广泛应 用。MOS结构的变容器通过形成栅电极、栅介质层以及半导体衬底组成。栅 电极作为电容器的一极，半导体衬底形成电容的另一极，施加在栅极和半导 体村底上的电压将会改变电容器的电容值。在专利号为7053465的美国专利中还可以发现更多与上述技术方案相关 的信息。在现代集成电路设计应用领域发展射频RF技术越来越重要。而MOS结构 的变容器模型的准确性在RF电路中起着很重要的作用。而有关MOS结构的变 容器的模型尚未有资料公开。在实际应用中，通常采用Bsim3V3 MOS模型来 模拟MOS结构的变容器的电容-电压(Cg-Vg)特性。然而，当Bsim3V3模型 应用在变容器的C-V特性时具有很多局限。下面参考附图加以说明。附图1为变容器的结构示意图，包括半导体衬底11以及形成于半导体 衬底11中的阱12、堆叠于半导体衬底11上的4册介质层13以及4册极层14、 位于堆叠的栅介质层13以及栅极层14两侧的阱12内的源/漏才及15。 MOS晶 体管结构的变容器与MOS晶体管的结构大体相同，但是MOS晶体管的阱12 的掺杂类型与源/漏极15的掺杂类型相反；而在MOS晶体管结构的变容器结 构中，阱12的掺杂类型与源/漏极15的掺杂类型相同，目的为让n型阱12工 作于耗尽区，防止n型阱12反型。通常阱12与源/漏极15的导电类型均为n 型，这是因为电子具有更高的迁移率。Bsim3V3模型的最初发展是应用于MOS晶体管结构，但是由于MOS晶 体管结构与MOS晶体管结构的变容器的结构不同，Bsim3V3模型的准确性不 高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中的变容器的电容-电压模型数据与电容 -电压实验数据之间的误差较大。为解决上述问题，本专利技术提供一种变容器的电容-电压模型的形成方法， 包括在一电压范围内测试变容器的电容值，所述电压具有中点值以及相邻 取值之间的间隔值，所述变容器的栅极层的栅极条具有长度L以及宽度W; 计算该电压范围内、栅极条长度为L以及宽度为W的变容器的单位电容，所述单位电容具有最小值和最大值；采用"4(二^^+4作为变容器的电容—电压模型，其中，x值为电压，y值为栅极条长度为L以及宽度为W的变容 器的单位电容，x。为电压的中点值，dx为电压相邻取值之间的间隔值；将栅 极条长度为L以及宽度为W的变容器的单位电容的最小值作为所述方程中的 Al,将栅极条长度为L以及宽度为W的变容器的单位电容的最大值作为所述 方程中的A2。所述变容器的单位电容的最小值为变容器位于深层耗尽区时电容，变容 器的单位电容的最小值为变容器位于积累区时电容。所述电压范围为士5V、 士3.3V、 土2.5V、 士1.8V、 士1.5V、 士1.2V或者士1.0V之间。所述间隔值范围为0.02至0.5V。构成变容器的栅极层的栅极条的数量为小于或等于20。所述变容器的栅极条长度L取值范围为0.5至10jLim，所述变容器的栅极 条宽度W取值范围为1至10pm。所述变容器包括位于半导体衬底中的具有第一导电类型的阱、堆叠于半 导体衬底上的栅介质层以及由栅极条组成的栅极层、位于堆叠的栅介质层以 及栅极层两侧的具有第一导电类型的阱内的具有第一导电类型的源/漏极。所述第一导电类型为n型。本专利技术还提供一种变容器的电容-电压模型形成装置，包括测试单元， 用于在一电压范围内测试变容器的电容值，获得该电压范围内变容器的单位 电容，所述电压具有中点值以及相邻取值之间的间隔值，所述变容器的栅极 层的栅-极条具有长度L以及宽度W;转换单元，用于计算测试单元的在该电 压范围内、栅极条长度为L以及宽度为W的变容器的变容器的单位电容，所述单位电容具有最小值最大值；曲线方程单元，提供方程"其中，x值为电压，y值为栅极条长度为L以及宽度为W的变容器的变容器 的单位电容，x。为电压的中点值，dx为电压相邻取值之间的间隔值；确定参数单元，用于确定曲线方程单元提供的方程中的参数Al和A2，将栅极条长 度为L以及宽度为W的变容器的变容器的单位电容的最小值作为所述方程中 的Al,将栅极条长度为L以及宽度为W的变容器的变容器的单位电容的最 大值作为所述方程中的A2。变容器的单位A容的最小值刀变容器位于深层耗尽区时电容，变容器的单位t容的最大值为变容器位于积累区时电容。所述电压范围为士5V、 士3.3V、 士2.5V、 士1.8V、 士1.5V、 士1.2V或者士1.0V之间。所述间隔值范围为0.02至0.5V。所述构成变容器的栅极层的栅极条的数量为小于或等于20。所述变容器的栅极条长度L取值范围为0.5至lOpm,所述变容器的栅极 条宽度W取值范围为1至lOjum。所述变容器包括位于半导体衬底中的具有第一导电类型的阱、堆叠于半 导体衬底上的栅介质层以及由栅极条构成的栅极层、位于堆叠的栅介质层以 及栅极层两侧的具有第 一导电类型的阱内的具有第 一导电类型的源/漏才及。所述第一导电类型为n型。本专利技术还提供一种变容器的电容-电压模型，采用"J(丄+ A作为变容器的电容-电压模型，其中，x值为电压；y值为栅极条长度为L以及宽 度为W的变容器的单位电容；；c。为电压的中点值；dx为电压相邻取值之间的 间隔值；Al为栅极条长度为L以及宽度为W的变容器的单位电容的最小值； A2为栅极条长度为L以及宽度为W的变容器的单位电容的最大值。变容器的单位电容的最小值为变容器位于深层耗尽区时电容，变容器的单位电容的最大值为变容器位于积累区时电容。所述电压范围为士5V、 士3.3V、 士2.5V、 士1.8V、 士1.5V、 士1.2V或者土1.0V之间。10所述间隔值范围为0.02至0.5V。本专利技术还提供一种变容器的电容-电压模型的使用方法，包括以下步骤a. 根据工艺选取变容器的模块库，其中变容器的模块库含有次模块库， 所述次模块库含有不同变容器，所述变容器具有与4册极条的长度L 和宽度W对应的电容-电压模型；b. 根据变容器的工作电压范围，选取变容器的栅极条的长度范围和宽 度范围，且在栅极条长度范围和宽度范围内，选取不同栅极条的长 度L和宽度W的组合；c. 选取栅极条的长度L和宽度W的组合中之一，确定次模块库中的变容器的电容-电压模型，为"二丄""其中x值为电压，y值为变容器的单本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变容器的电容－电压模型的形成方法，其特征在于，包括： 在一电压范围内测试变容器的电容值，所述电压具有中点值以及相邻取值之间的间隔值，所述变容器的栅极层的栅极条具有长度Ｌ以及宽度Ｗ； 计算该电压范围内、栅极条长度为Ｌ以及宽度为Ｗ的变容器的单位电容，所述单位电容具有最小值和最大值； 采用ｙ＝＊＊＊＋Ａ↓［２］作为变容器的电容－电压模型，其中，ｘ值为电压，ｙ值为栅极条长度为Ｌ以及宽度为Ｗ的变容器的单位电容，ｘ↓［０］为电压的中点值，ｄｘ为电压相邻取值之间的间隔值； 将栅极条长度为Ｌ以及宽度为Ｗ的变容器的单位电容的最小值作为所述方程中的Ａ１，将栅极条长度为Ｌ以及宽度为Ｗ的变容器的单位电容的最大值作为所述方程中的Ａ２。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程仁豪，张向莉，钱蔚宏，陈展飞，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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