二极管SPICE仿真模型等效电路制造技术

一种二极管SPICE仿真模型，所述仿真模型包括：在二极管模型的阳极和阴极之间串联第一电阻，所述第一电阻的阻值为R1＝R0[1+(Vr/Vsat)

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种二极管SPICE仿真模型，所述仿真模型包括：在二极管模型的阳极和阴极之间串联第一电阻，所述第一电阻的阻值为R1＝R0(1+1/n)，其中，R0为低场电阻，Vsat为饱和电压，Vr为所述第一电阻上的电压值，n为预设的系数。采用所述二极管SPICE仿真模型，在大电流ESD传输线脉冲测试时，可以有效提高二极管电流电压仿真曲线与实际的电流电压特性曲线拟合度。【专利说明】二极管SPI化仿真模型
本专利技术设及电子仿真
，尤其设及一种二极管SPICE仿真模型。
技术介绍
二极管是半导体集成电路中的一种较为重要的半导体器件，在集成电路工艺领域 中被广泛应用。为了预测二极管器件在其所处的环境中的性能W及可靠性，需要对二极管 进行仿真。 在实际应用中，一般是在SPICE中对二极管进行建模仿真。SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美国加州大学伯克利分校开发的电路 仿真程序，可W对多种元器件进行建模仿真。 在现有的SPICE仿真中，在进行大电流静电释放巧lectro-Static discharge， ESD)传输线脉冲测试（TL巧时，一般采用现有的P沟道N型浅沟槽隔离（STI)二极管的模 型进行仿真，仿真的结果可W参照图1。 图1中，曲线101表示为在SPICE中采用P沟道N型STI二极管模型进行ESD传 输线脉冲测试时的电流电压曲线，曲线102表示为实际的二极管在进行ESD传输线脉冲测 试时的电流电压曲线。从图1中可W得知，在二极管上的电压小于2V时，实际的二极管的 电流电压特性与模型中的曲线拟合度较高。在二极管上的电压大于2V时，二极管中实际的 二极管的电流电压特性与模型中的曲线拟合度较差。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的问题是提供一种二极管SPICE模型，在大电流ESD传输线脉 冲测试时，提高二极管电流电压仿真曲线与实际的电流电压特性曲线拟合度。 为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种二极管SPICE仿真模型，包括：在二极管 模型的阳极和阴极之间串联第一电阻，所述第一电阻的阻值为Ri=Reu"/"， 其中，R。为低场电阻，Vs。,为饱和电压，Vf为所述第一电阻上的电压值，η为预设的系数。 可选的，所述二极管模型为Ρ沟道Ν型浅沟槽隔离二极管模型，所述第一电阻为Ρ 沟道与阴极之间的等效电阻。 可选的，所述二极管SPICE仿真模型还包括：在所述第一电阻与所述阴极之间串 联具有自热效应的第二电阻，所述第二电阻的阻值为R2= RemX (1巧CRX ΔΤ)，其中，Rcm为 所述第二电阻的低场电阻，TCR为所述第二电阻的电阻溫度系数，ΔΤ为所述第二电阻的当 前溫度值与预设的基准溫度值之差。 可选的，所述预设的基准溫度值为25 °C。 可选的，所述具有自热效应的第二电阻为金属电阻。 可选的，所述金属电阻为金属连接单元的等效电阻，所述金属连接单元包括：第一 金属连接单元W及第二金属连接单元，其中： 所述第一金属连接单元的第一端与所述P沟道N型浅沟槽隔离二极管模型的阳极 焊盘禪接，第二端与所述P沟道N型浅沟槽隔离二极管模型的PN结的P区禪接； 所述第二金属连接单元的第一端与所述P沟道N型浅沟槽隔离二极管模型的阴极 焊盘禪接，第二端与所述P沟道N型浅沟槽隔离二极管模型的PN结的N区禪接。 可选的，所述第一金属连接单元包括至少两根金属连接线，所述第二金属连接单 元包括至少两根金属连接线，且所述第一金属连接单元包含的金属连接线的数目与所述第 二金属连接单元包含的金属连接线的数目相等。 可选的，所述第一金属连接单元的金属连接线，与所述第二金属连接单元的金属 连接线在所述PN结区域交替分布。 可选的，所述金属电阻的阻值为： 其中，Vk2为所述金属电阻的当前电压值，Rth为所述金属电阻的等效热电阻，Cth为 所述金属电阻的等效热电容，t为进行传输线脉冲测试的时间。 与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有W下优点： 在二极管模型的阳极和阴极之间串联第一电阻，且第一电阻的阻值为Ri = R〇UW">，第一电阻的阻值与二极管的低场电阻、饱和电压W及第一电阻上的 电压值相关，在SPICE中模拟大电流ESD传输线脉冲测试时，通过增加第一电阻可W精确地 模拟基层电导率调制，从而使得二极管的电流电压特性曲线与实际测量得到的电流电压曲 线的拟合度较高。 进一步，在第一电阻和阴极之间串联具有自热效应的第二电阻，第二电阻的阻值 等于阳极焊盘与PN结之间的金属连接线W及阴极焊盘与PN结之间的金属连接线的等效电 阻，充分考虑到二极管在进行ESD传输线脉冲测试时的发热效应，因此能够使得SPICE中的 二极管模型在ESD传输线脉冲测试时的电流电压曲线与实际测量得到的电流电压曲线的 拟合度更高。 阳023] 此外，阳极焊盘与PN结之间的金属连接线，与阴极焊盘与PN结之间的金属连接线 交替排列，可W使得流经二极管的电流更加均匀。【附图说明】 图1是现有的ESD传输线脉冲测试时实际的电流电压特性曲线与SPICE中的电流 电压曲线对比图；图2是本专利技术实施例中的一种二极管SPICE仿真模型； 图3是本专利技术实施例中的另一种二极管SPICE仿真模型； 图4是本专利技术实施例中的一种P沟道N型浅沟槽隔离二极管模型； 图5是本专利技术实施例中的一种ESD传输线脉冲测试时实际的电流电压特性曲线与 SPICE中的电流电压曲线对比图； 图6是本专利技术实施例中的另一种ESD传输线脉冲测试时实际的电流电压特性曲线 与SPICE中的电流电压曲线对比图。【具体实施方式】 在现有的SPICE仿真中，在进行ESD传输线脉冲测试时，一般采用现有的浅沟槽隔 离（STI)二极管的模型进行仿真，仿真的结果可W参照图1。 图1中，曲线101表示为在SPICE中采用P沟道N型STI二极管模型进行ESD传 输线脉冲测试时的电流电压曲线，曲线102表示为实际的二极管在进行ESD传输线脉冲测 试时的电流电压曲线，曲线102是通过采样多个电压值及其对应的电流值拟合生成。从图1 中可W得知，在二极管上的电压小于2V时，曲线101与曲线102的拟合度较高。在二极管 上的电压大于2V时，曲线101与曲线102的拟合度较差。运是因为现有的SPICE中，在进 行ESD传输线脉冲测试时，并没有考虑到大电流时载流子大注入导致的基层电导率调制会 发生改变。 在本专利技术实施例中，在二极管模型的阳极和阴极之间串联第一电阻，且第一电阻 的阻值为Ri= 1?。4"/">，第一电阻的阻值与二极管的低场电阻、饱和电压^及 第一电阻上的电压值相关，在SPICE中模拟大电流ESD传输线脉冲测试时，通过增加第一电 阻可W精确地模拟基层电导率调制，从而使得二极管的电流电压特性曲线与实际测量得到 的电流电压曲线的拟合度较高。 为使本专利技术实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对 本专利技术的具体实施例做详细的说明。 参照图2,本专利技术实施例提供了一种二极管SPICE仿真模型，包括二极管模型W及 第一电阻Ri，其中： 第一电阻Ri串联在二极管模型的阳极与阴极之间，且第一电阻Ri的阻值为： W36]( 1 } 其中，咕为低场电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二极管SPICE仿真模型，其特征在于，包括：在二极管模型的阳极和阴极之间串联第一电阻，所述第一电阻的阻值为R1＝R0[1+(Vr/Vsat)n](1+1/n)，其中，R0为低场电阻，Vsat为饱和电压，Vr为所述第一电阻上的电压值，n为预设的系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：甘正浩，张安，叶好华，黄威森，
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：上海;31