通用型WPE优化模型及其提取方法技术

本发明专利技术公开了一种通用型WPE优化模型及其提取方法，包括如下步骤：第一步，设计不同WPE尺寸的器件结构；第二步，测量器件的数据；第三步，建立器件基本模型；第四步，对器件基本模型进行曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第五步，否则修改器件基本模型的参数并重复该步骤；第五步，建立不同WPE尺寸的XY两个方向相关的距离函数模型；第六步，对距离函数模型进行曲线拟合，如果拟合结果与器件相符，则进入第七步，否则调整距离函数模型的参数并重复该步骤；第七步，根据器件基本模型和距离函数模型得到WPE优化模型并验证。本发明专利技术克服了原有的WPE模型不能同时兼顾X，Y方向的趋势调节，能更准地提取WPE对器件带来的影响，提高WPE模型的适用性。

General WPE optimization model and its extraction method

The invention discloses a general WPE optimization model and its extraction method, which includes the following steps: first, designing device structures of different WPE sizes; second, measuring device data; third, establishing device basic model; fourth, fitting the basic model of device with curve, if the fitting result and device. Fifth step is to modify the parameters of the basic model of the device and repeat the step if the data are consistent. Fifth step is to establish the distance function model of XY with different WPE sizes in two directions. Sixth step is to fit the distance function model with curve. If the fitting result is consistent with the device, the seventh step will be entered, otherwise the adjustment will be made. The parameters of the distance function model are repeated. In the seventh step, the WPE optimization model is obtained and validated according to the basic device model and the distance function model. The invention overcomes that the original WPE model can not take into account the trend adjustment of X and Y directions at the same time, and can accurately extract the influence of WPE on devices and improve the applicability of the WPE model.

【技术实现步骤摘要】
通用型WPE优化模型及其提取方法
本专利技术属于半导体集成电路领域，特别是先进工艺里器件stress模型在不同阱环境效应相关特性的表征,具体属于一种通用型WPE优化模型及其提取方法。
技术介绍
随着半导体的工艺制程越来越先进，元器件尺寸越来越小，器件周围的环境对于器件本身的电学特性影响越来越明显。现在先进工艺中为了提高器件载流子的迁移率而引入大量的应力增强技术，这些都导致器件周围的环境对器件自身的电学特性影响越来越大。阱邻近效应(WellEdge-ProximityEffect，简称WPE)，其产生的原因在于：植入的离子在光阻材料上发生了散射，在光阻边缘散射离子进入到阱硅表面(即沟道)，影响到边缘区域的掺杂浓度，改变了光阻边缘器件的阈值电压，并对器件的迁移率产生影响，据观察阈值偏差可以达到20-100mv，横向范围约3-10um。而且，阱邻近效应在横向X方向和纵向Y方向的影响因工艺原因导致的stress效果也是不同的。目前，通用型WPE模型的架构如下所示：VTH0＝vth0org+KVTH0we*(SCA+WEB*SCB+WEC*SCC)(1)μeff＝μeff,org*(1+ku0we*(SCA+WEB*SCB+WEC*SCC))(2)在上述三个公式中，VTH0为阈值电压，vth0org为基本模型的阈值电压，KVTH0we为阈值电压偏移参数，SCA、SCB、SCC为计算折合后的距离因子，WEB和WEC为模型拟合参数，μeff为有效迁移率因子，μeff,org为基本模型的有效迁移率，ku0we为迁移率变化参数，SCX为SCA、SCB、SCC的基本折算公式，W是器件栅极区域的宽度，L是器件栅极区域的长度，sci为阱的边缘与器件沟道中与阱边缘相邻的边缘在X方向和Y方向的不同距离，n和m为与版图有关的系数，SCref为根据工艺设置的基准距离值。现有的WPE模型没有办法同时兼顾到横向X方向和纵向Y方向这两方向，这也是目前的WPE模型里面所欠缺的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种通用型WPE优化模型及其提取方法，可以克服现有通用型WPE模型不能同时兼顾XY两个方向的趋势调节。为解决上述技术问题，本专利技术提供的通用型WPE优化模型的提取方法，包括如下步骤：第一步，设计不同WPE尺寸的器件结构；第二步，测量器件的数据；第三步，建立器件的基本模型；第四步，对器件基本模型进行常规模型曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第五步，否则修改器件基本模型相关的参数并重复该步骤；第五步，建立不同WPE尺寸的XY两个方向相关的距离函数模型；第六步，对距离函数模型进行曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第七步，否则调整距离函数模型的参数，并重复该步骤；第七步，利用器件基本模型和距离函数模型得到新的WPE优化模型，并验证器件的WPE优化模型。其中，在第二步中，器件的数据包括栅极区域的长度和宽度。其中，在第四步中，对器件基本模型的尺寸、电压、温度进行曲线拟合。其中，在第五步中，与WPE相关的距离函数模型公式如下：其中，X1和X2分别为在横向方向上阱边缘和器件沟道中与该边缘相邻的边缘之间的距离，Y1和Y2分别为在纵向方向上阱边缘和器件沟道中与该边缘相邻的边缘之间的距离，dvth_wpe为WPE对阈值电压的影响偏移量，fu0_wpe为WPE对迁移率的影响因子，fvsat_wpe为WPE对饱和速率的影响因子，kvth0wea、kvth0web，ku0wea、ku0web，kvsatwea、kvtsatweb、b1、c1、d1、b2、c2、d2，α1、β1、α2、β2，A1、A2都为拟合参数，pwr()为求幂函数，l、w、p分别为与尺寸相关的比例因子。进一步的，距离函数模型中拟合参数以及与尺寸相关的比例因子的确定步骤如下：步骤1，固定阱边缘与器件沟道对应边缘在横向方向上的距离，多次变换阱边缘与器件沟道对应边缘在纵向方向上的距离；步骤2，固定阱边缘与器件沟道对应边缘在纵向方向上的距离，多次变换阱边缘与器件沟道对应边缘在横向方向上的距离；步骤3，计算得到所有的拟合参数以及与尺寸相关的比例因子。或者进一步的，距离函数模型中拟合参数以及与尺寸相关的比例因子的确定步骤如下：步骤1，固定阱边缘与器件沟道对应边缘在纵向方向上的距离，多次变换阱边缘与器件沟道对应边缘在横向方向上的距离；步骤2，固定阱边缘与器件沟道对应边缘在横向方向上的距离，多次变换阱边缘与器件沟道对应边缘在纵向方向上的距离；步骤3，计算得到所有的拟合参数以及与尺寸相关的比例因子。其中，在第七步中，新的WPE优化模型公式如下：F(vth0)＝f(vth0)+dvth_wpeF(u0)＝f(u0)*fu0_wpeF(vsat)＝f(vsat)*fvsat_wpe其中，u0为物理迁移率，vsat为饱和速率，f(vth0)、f(u0)、f(vtsat)是器件基本模型中关于阈值电压、物理迁移率、饱和速率的函数关系。本专利技术克服了原有的WPE模型不能同时兼顾X，Y方向的趋势调节，能更准地提取WPE对器件带来的影响，设计者可以通过仿真该模型了解器件在阱离器件沟道的距离不同时的性能情况，以便在电路开始设计的时候将该因素考虑进去，这样就可以使该优化模型更能反映实际器件特性，提高WPE模型的适用性。附图说明图1为本专利技术的通用型WPE优化模型的提取流程图；图2为采用本专利技术WPE优化模型的器件版图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。为了克服现有WPE模型无法兼顾XY两个方向的趋势调节的问题，本专利技术引入与阱边缘离器件沟道对应边缘之间不同距离(X1，Y1，X2，Y2)相关的函数，进行通用型WPE优化模型的提取。如图2所示，版图包括阱201和栅极区域204，沟道区域202和有源区域203均形成于阱201内，栅极区域204的长度为L，宽度为W。具体的通用型WPE优化模型的提取方法，如图1所示，包括如下步骤：第一步，设计不同WPE尺寸的器件结构，其中不同WPE尺寸指的是阱边缘与器件沟道相邻边缘之间的距离X1、Y1、X2、Y2发生变化；第二步，测量器件的数据，包括栅极区域204的长度L和宽度W，如图2所示；第三步，建立器件的基本模型；第四步，对器件基本模型的尺寸、电压、温度等相关数据进行常规模型曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第五步，否则修改器件基本模型中与器件尺寸、电压、温度相关的参数并重复该步骤；第五步，建立不同WPE尺寸的XY两个方向相关的距离函数模型；第六步，对距离函数模型进行曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第七步，否则调整距离函数模型的参数(即下述阱边缘与器件沟道中与阱边缘相邻的边缘在X方向和Y方向的距离(X1，Y1，X2，Y2)相关的函数模型中的拟合参数和与尺寸相关的比例因子)，并重复该步骤；第七步，利用器件基本模型和距离函数模型得到新的WPE优化模型，并验证器件的WPE优化模型。在本专利技术中，阱边缘与器件沟道中与阱边缘相邻的边缘在X方向和Y方向的距离(X1，Y1，X2，Y2)相关的函数模型，即在上述提取方法中的第五步中，计算公式如下：上述三个公式中，X1和X2分别为在横向方向上阱边缘和器件沟道中与该边缘相邻的边缘之间的距离，Y1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用型WPE优化模型的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，设计不同WPE尺寸的器件结构；第二步，测量器件的数据；第三步，建立器件的基本模型；第四步，对器件基本模型进行常规模型曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第五步，否则修改器件基本模型相关的参数并重复该步骤；第五步，建立不同WPE尺寸的XY两个方向相关的距离函数模型；第六步，对距离函数模型进行曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第七步，否则调整距离函数模型的参数，并重复该步骤；第七步，利用器件基本模型和距离函数模型得到新的WPE优化模型，并验证器件的WPE优化模型。

【技术特征摘要】
1.一种通用型WPE优化模型的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，设计不同WPE尺寸的器件结构；第二步，测量器件的数据；第三步，建立器件的基本模型；第四步，对器件基本模型进行常规模型曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第五步，否则修改器件基本模型相关的参数并重复该步骤；第五步，建立不同WPE尺寸的XY两个方向相关的距离函数模型；第六步，对距离函数模型进行曲线拟合，如果拟合结果与器件数据相符，则进入第七步，否则调整距离函数模型的参数，并重复该步骤；第七步，利用器件基本模型和距离函数模型得到新的WPE优化模型，并验证器件的WPE优化模型。2.根据权利要求1所述的通用型WPE优化模型的提取方法，其特征在于，在第二步中，器件的数据包括栅极区域的长度和宽度。3.根据权利要求1所述的通用型WPE优化模型的提取方法，其特征在于，在第四步中，对器件基本模型的尺寸、电压、温度进行曲线拟合。4.根据权利要求1所述的通用型WPE优化模型的提取方法，其特征在于，在第五步中，与WPE相关的距离函数模型公式如下：其中，X1和X2分别为在横向方向上阱边缘和器件沟道中与该边缘相邻的边缘之间的距离，Y1和Y2分别为在纵向方向上阱边缘和器件沟道中与该边缘相邻的边缘之间的距离，dvth_wpe为WPE对阈值电压的影响偏移量，fu0_wpe为WPE对迁移率的影响因子，fvsat_wpe为WPE对饱和速率的影响因子，kvth0wea、kvth0web，ku0wea、ku0web，kvsatwea、kvtsatweb、b1、c1、d1、b2、c2、d2，α1、β1、α2、β2，A1、A2都为拟合参数，pwr()为求幂函数，l、w、p分别为与尺寸相关的比例因子。5.根据权利要求4所述的通用型WPE优化模型的提取方法，其特征在于，距离函数模型中拟合参数以及与尺寸相关的比例因子的确定步骤如下：步骤1，固定阱边缘与器件沟道对应边缘在横向方向上的距离，多次变换阱边缘与器件沟道对应边缘在纵向方向上的距离；步骤2，固定阱边缘与器件沟道对应边缘在纵向方向上的距离，多次变换阱边缘与器件沟道对应边缘在横向方向上的距离；步骤3，计算得到所有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，商干兵，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31