一种SONOS单元的角模型架构及其调试方法技术

本发明专利技术公开了一种SONOS单元的角模型架构及其调试方法，所述架构包括P0状态和P1状态分支，所述P0状态分支，P1状态分支各自细分为BOL状态和EOL状态子分支，每个子分支再根据sonos元件和fnpass元件细分为typical,fast和slow三种角模型分类，通过本发明专利技术，可使得设计人员在使用该角模型时能够得到更加合理的仿真数值分布。

ANGLE MODEL ARCHITECTURE OF SONOS UNIT AND ITS DEBUGGING METHOD

The present invention discloses an angle model architecture of SONOS unit and its debugging method. The architecture includes P0 state branch and P1 state branch. The P0 state branch and P1 state branch are subdivided into BOL state and EOL state sub-branches respectively. Each sub-branch is subdivided into typical, fast and slow angle models according to SONOS element and fnpass element. Through the present invention, designers can make use of three angle models: typical, fast and slow. When using this angle model, more reasonable numerical distribution can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种SONOS单元的角模型架构及其调试方法
本专利技术涉及角模型架构
，特别是涉及一种SONOS单元的角模型架构及其调试方法。
技术介绍
通常为了客观反映半导体器件在制造时其由于工艺分布而存在的器件电特性分布误差，Foundary厂在给设计客户提供器件模型的同时，会给模型提供能反映电特性误差分布的角模型。业界常规的CMOS采用的BSIM4模型的角模型方式通常是基于一套单独的器件模型选择BSIM4参数进行阈值电压和饱和电流的调整,它们通常只反映器件的一种状态下的工艺分布，并且不包含器件老化后的状态描述。此外常规CMOS的业界模型构架是单独的，如图1所示，常规N/PMOS模型包含以下5套角模型：Typical；N:fast,P:fast；N:slow,P:slow；N:fast,P:slow；N:slow,P:fast。目前，SONOS电路单元是由两个器件组成的基本单元：可写入或擦除电子的sonos元件和一个fnpass器件的组合，这两个元件各自需要独立的BSIM4模型参数去描述，同时，sonos元件分为写入状态和擦除状态，这两种特性状态又不相同，也分别需要各自独立的BISM4模型参数去描述。如图2所示，WLS是sonos元件的栅控制端，WL是fnpass元件的栅控制端，VBPW为这两个元件的公共衬底，BL是SONOS电路单元的漏端电压控制端，SL是fnpass元件的源端。当给WLS端一个较高的电压脉冲后，sonos元件沟道中的电子会被写入到其栅氧层ONO层中(一种特殊的栅氧结构)，栅氧本征功函数发生改变，沟道处于常开启状态，其阈值电压为负值，称之为P0状态。当给WLS一个较高的负电压脉冲后，ONO层中的电子被拉回衬底，栅氧的功函数随之改变，其阈值电压为正值，称之为P1状态。在器件未经过多次重复写入和擦除的初始状态(即BOL状态)，通过数据测试统计，得到了P0和P1状态的器件特性分布，即P0状态下的阈值电压VT、饱和电流以及漏电流的typical、fast、slow分布和P1状态下的VT的typical、fast、slow分布。然后，为了得到器件的老化特性，将器件进行了上万次反复写入和擦除，又进行了高温的长时间烘烤，通过大量的统计测试数据，得到了EOL状态下的P0和P1的器件特性分布。如图3所示，BOL读取温度为25度，EOL读取温度为85度，取统计数据5个sigma方差为slow、fast的上下限，BOL状态下的P0、P1经统计得到的高斯分布到了EOL后分布都发生了变化。当然SONOS电路单元模型除了要做到能够描述P0、P1两种状态的IV曲线精度以外，还必须方便、正确的对器件特性分布的工艺角：fast和slow条件下的IV曲线进行外推预测。可见，SONOS电路单元涉及到两个器件单元，还存在两种工作状态P0和P1，然后又分为BOL和EOL两种条件，由此可见，这样细分下来角模型可分为：BOLP0(typicalsonos,typicalfnpass)BOLP0(fastsonos,fastfnpass)BOLP0(slowsonos,slowfnpass)BOLP1(typicalsonos,typicalfnpass)BOLP1(fastsonos,fastfnpass)BOLP1(slowsonos,slowfnpass)EOLP0(typicalsonos,typicalfnpass)EOLP0(fastsonos,fastfnpass)EOLP0(slowsonos,slowfnpass)EOLP1(typicalsonos,typicalfnpass)EOLP1(fastsonos,fastfnpass)EOLP1(slowsonos,slowfnpass)总共12种角模型组合。显然，通过常规的CMOS的角模型构架已经不能适用于这类复杂的情况，有必要提出一种对设计人员即能方便使用又能准确反映角模型工艺分布的技术手段。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种SONOS单元的角模型架构及其调试方法，以实现一种即能方便使用又能准确反映角模型工艺分布的技术，使得设计人员在使用该套角模型时能够得到更加合理的仿真数值分布。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种SONOS单元的角模型架构，包括P0状态和P1状态分支，所述P0状态分支，P1状态分支各自细分为BOL状态和EOL状态子分支，每个子分支再根据sonos元件和fnpass元件细分为typical,fast和slow三种角模型分类。为达到上述目的，本专利技术还提供一种上述SONOS单元的角模型架构的调试方法，包括如下步骤：步骤S1，提取BOL状态在typical条件下P0状态、P1状态的IV模型；步骤S2，选择各自的模型参数进行fast和slow的角模型调试；步骤S3，根据P1状态的BOL状态的fast和slow工艺分布得到的阈值电压和漏电流上下限规格，对P1状态BOL状态的sonos元件的vth0、u0参数进行调试，直到模型仿真数值和规格数值一致；步骤S4，对EOL状态时的P0状态的IV曲线进行参数拟合，得到typical状态的vth0数值，根据BOL状态的fast,slow参数变化幅度，对EOL状态的fast和slow参数进行相应的数值调整；步骤S5，将EOL状态下P1状态的fnpass元件的corner参数直接复制EOL状态下P0状态的fnpass元件的corner参数；步骤S6，将EOL状态下P1状态的fnpass的corner参数直接复制EOL状态下P0状态的fnpass元件的corner参数；步骤S7，根据已有的EOL状态下P1状态的fnpass的角模型参数，以及根据EOL状态下P0状态的工艺分布得到的阈值电压上下限规格，调整sonos元件的vth0参数直到fast和slow的仿真数值和规格一致。优选地，于步骤S1中，提取BOL状态在typical条件下P0状态、P1状态的IV模型，typical条件下经过测试得到相应的IV曲线，用sonos元件和fnpass元件对应的BSIM4模型进行参数提取。优选地，于步骤S1中，提取的顺序为先提取P0状态下的模型参数，再提取P1状态下的模型参数。优选地，于步骤S1中，所述P0状态参数提取方法分别调整sonos元件的BSIM4参数和fnpass元件的BSIM4参数。优选地，所述P1状态参数提取方法为：对于fnpass元件的器件参数，P1状态不进行参数调整，对于sonos元件的器件参数，调整sonos元件的参数来拟合阈值电压和电流斜率。优选地，步骤S2进一步包括：步骤S200，对P0状态的fast,slow进行调试；步骤S201，于步骤S200完成后，将P0状态时候的fnpass元件的fast,slow角模型参数数值复制到P1状态的fnpass角模型中。优选地，步骤S200进一步包括：根据P0BOLfast和slow工艺分布得到的饱和电流上下限规格，选用fnpass的vth0对电流进行调试直到仿真数值和规格一致；再根据P0状态的BOL状态的fast和slow工艺分布得到的阈值电压和漏电流上下限规格，选用sonos元件的vth0、u0进行调试直到仿真的阈值电压和漏电流和规格一致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SONOS单元的角模型架构，包括P0状态和P1状态分支，所述P0状态分支，P1状态分支各自细分为BOL状态和EOL状态子分支，每个子分支再根据sonos元件和fnpass元件细分为typical,fast和slow三种角模型分类。

【技术特征摘要】
1.一种SONOS单元的角模型架构，包括P0状态和P1状态分支，所述P0状态分支，P1状态分支各自细分为BOL状态和EOL状态子分支，每个子分支再根据sonos元件和fnpass元件细分为typical,fast和slow三种角模型分类。2.一种如权利要求1所述的SONOS单元的角模型架构的调试方法，包括如下步骤：步骤S1，提取BOL状态在typical条件下P0状态、P1状态的IV模型；步骤S2，选择各自的模型参数进行fast和slow的角模型调试；步骤S3，根据P1状态的BOL状态的fast和slow工艺分布得到的阈值电压和漏电流上下限规格，对P1状态BOL状态的sonos元件的vth0、u0参数进行调试，直到模型仿真数值和规格数值一致；步骤S4，对EOL状态时的P0状态的IV曲线进行参数拟合，得到typical状态的vth0数值，根据BOL状态的fast,slow参数变化幅度，对EOL状态的fast和slow参数进行相应的数值调整；步骤S5，将EOL状态下P1状态的fnpass元件的corner参数直接复制EOL状态下P0状态的fnpass元件的corner参数；步骤S6，将EOL状态下P1状态的fnpass的corner参数直接复制EOL状态下P0状态的fnpass元件的corner参数；步骤S7，根据已有的EOL状态下P1状态的fnpass的角模型参数，以及根据EOL状态下P0状态的工艺分布得到的阈值电压上下限规格，调整sonos元件的vth0参数直到fast和slow的仿真数值和规格一致。3.如权利要求2所述的SONOS单元的角模型架构的调试方法，其特征在于，于步骤S1中，提取BOL状态在typical条件下P0状态、P1状态的IV模型，typical条件下经过测试得到相应的IV曲线，用sonos元件和fnpass元件对应的BSIM4模型进行参数提取。4.如权利要求3所述的SONOS单元的角模型架构的调试方法，其特征在于：于步骤S1中，提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正楠，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31