一种实现模拟集成电路相对精度模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种实现模拟集成电路相对精度模型的方法，它包括如下步骤：（１）建立反映工艺状态的普通ＳＰＩＣＥ器件模型；（２）测试反映该工艺相对精度的实验数据，并总结ΔＶｔ的标准偏差、ΔＩｏｎ的标准偏差与器件尺寸的关系；（３）在普通ＳＰＩＣＥ器件模型的基础上，对其中的ＶＴＨＯ、ＴＯＸ、ＵＯ、ＶＳＡＴ参数进行修正，建立对应的相对精度模型；（４）最后将相对精度模型与普通ＳＰＩＣＥ模型综合到一个模型文件中。本发明专利技术可简化模型使用的便利性，提高集成电路设计者的工作效率与准确性。适用于集成电路的设计，进行电路模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及实现模拟集成电路仿真模型的方法，特别是涉及。
技术介绍
与数字IC(integrated circuit集成电路)不同，在模拟集成电路设计中，器件之间的相对精度(Mismatch)具有非常重要的影响，如产品合格率的提高，设计生产周期的缩短等等。但是，在任何半导体工艺中，由生产系统的变化导致的相对精度都是客观存在的、不可能消除的。因此，模拟集成电路设计中对相对精度进行仿真就变得特别有必要。目前，器件模型中有关相对精度仿真的部分还没有公认的统一的标准，更没有可让集成电路设计者方便使用的SPICE(集成电路增强模拟程序)模型。目前各半导体制造企业在相对精度方面普遍使用的是如图1所示的图片或表格式的数据。对于设计者而言，这种格式的数据在使用上是极其不方便的，只能对相对精度进行大概估计，没有可直接仿真的模型。而要将这些实验数据估算到设计的电路中做仿真，需要对网表进行特别的改动，这只有很有经验的设计者才有此能力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，它可直接提取出对应于半导体器件在相对精度方面的模型，并可与普通器件模型一样被电路设计仿真软件直接调用，简化模型使用的便利性，提高集成电路设计者的工作效率与准确性。为解决上述技术问题，本专利技术的，包括如下步骤1.建立反映工艺状态的普通SPICE器件模型，包括各Corner(在统计基础上，为反映工艺的变化而建立的模型)模型；2.测试反映该工艺相对精度的实验数据，并总结ΔVt的标准偏差、ΔIon的标准偏差与器件尺寸的关系；3.在普通SPICE器件模型的基础上，对其中的VTH0、TOX、U0、VSAT参数按以下公式进行修正，建立对应的相对精度模型VTH0＝VTH0’+DVTH0U0＝U0’*(1+DU0)VSA7＝VSAT’*(1+DVSAT)TOX＝TOX’*(1+DTOX)其中VTH0’、U0’、VSAT’、TOX’是普通SPICE模型中所对应参数的值，DVTH0、DU0、DVSAT、DTOX是为模拟相对精度现象在对应参数基础上引入的偏差量，其分别按下式计算DVTH0＝A1/sqrt(Width*Length)+B1DU0＝A2*(Width*Length)+B2DVSAT＝A3/sqrt(Width*Length)+B3DTOX＝A4/(Width*Length)+B4/sqrt(Width)+C4/sqrt(Length) 其中Width，Length是仿真所用器件沟道宽与长，sqrt为平方根函数，而A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、B4、C4要根据相对精度实验数据进行提取；4.最后将相对精度模型与普通SPICE模型综合到一个模型文件中。应用本专利技术，器件模型工程师在测量的相对精度数据基础上可直接提取出对应的相对精度模型，并可被电路设计仿真软件(如HSPICE，SPECTRE)直接调用，极大地提高了相对精度模型使用的便利性、集成电路设计工作的效率与准确性，大大降低了集成电路设计者仿真相对精度现象所需的技能。附图说明图1是现有的模拟集成电路进行相对精度仿真使用的图片；图2是应用本专利技术NMOS Vt相对精度测试值与模型仿真值进行比较的示意图；其中点代表测试值，线代表仿真值；图3是应用本专利技术PMOS Vt相对精度测试值与模型仿真值进行比较的示意图；其中点代表测试值，线代表仿真值。具体实施例方式为了让集成电路设计者可以直接调用相对精度模型进行仿真，关键是如何在普通SPICE模型基础上制作既能反映生产工艺状态，又便于用仿真软件进行调用的相对精度模型文件。本专利技术通过对器件模型参数、格式及其调用方法等作适当改变，找到了一种直接实现相对精度仿真的方法，并且通过调节适当参数的值，可使仿真结果与相对精度测试数据基本一致。具体方法如下1.建立反映工艺状态的普通SPICE器件模型，包括各Corner模型(如TT、FF、SS、FS、SF)；2.测试获得能反映该工艺相对精度的实验数据，并总结ΔVt的标准偏差、ΔIon的标准偏差与器件尺寸的关系；3.在普通SPICE器件模型的基础上，对其中的VTH0、TOX、U0、VSAT参数按以下公式进行修正，建立对应的相对精度模型VTH0＝VTH0’+DVTH0U0＝U0’*(1+DU0)VSAT＝VSAT’*(1+DVSAT)TOX＝TOX’*(1+DTOX)其中VTH0’、U0’、VSAT’、TOX’是普通SPICE模型中所对应参数的值，而VTH0、U0、VSAT、TOX是相对精度SPICE模型中所对应参数的值，DVTH0、DU0、DVSAT、DTOX是为模拟相对精度现象在对应参数基础上引入的偏差量，其分别按下式计算DVTH0＝A1/sqrt(Width*Length)+B1DU0＝A2*(Width*Length)+B2DVSAT＝A3/sqrt(Width*Length)+B3DTOX＝A4/(Width*Length)+B4/sqrt(Width)+C4/sqrt(Length)其中Width，Length是仿真所用器件沟道宽与长，sqrt为平方根函数，而A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、B4、C4要根据相对精度实验数据进行提取。提取方法是仿真相同环境下普通SPICE器件模型与相对精度模型的ΔVt、ΔIon与器件尺寸的关系，使之与实验数据基本一致。不同工艺，不同类型的器件，A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、B4都可能有不同的值；4.最后将相对精度模型与普通SPICE模型综合到一个模型文件中，注意在网表中使用时需同时调用这二个模型，并且使器件的尺寸参数化，以便计算相对精度偏差量的公式使用。下面结合一个具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。这是一个按上述方法在0.25um工艺上建立的相对精度器件模型实例*****普通Corner模型的LIB*******.LIB TT.PARAM+TOXN ＝6E-009 TOXP＝6.3E-009+VTH0N ＝0.394052VTH0P ＝-0.5053403+VSATN ＝8.1568E4 VSATP ＝1.118E5…….LIB′路径/模型文件名′普通模型LIB名.ENDL TT**.LIB FF .PARAM+TOXN＝5.7E-009TOXP ＝6.0E-009+VTH0N ＝0.290952VTH0P ＝-0.4282403+VSATN ＝7.9244E4VSATP ＝8.71703E4…….LIB′路径/模型文件名′普通模型LIB名.ENDL FF**.LIB SS.PARAM+TOXN＝6.3E-009TOXP＝6.6E-009+VTH0N ＝0.498852VTH0P ＝-0.5913403+VSATN ＝8.1338E4VSATP ＝1.33108E5…….LIB′路径/模型文件名′普通模型LIB名.ENDL SS*.LIB SF.PARAM+TOXN＝6E-009TOXP＝6.3E-009+VTH0N ＝0.494252 VTH0P ＝-0.4055403+VSATN ＝8.1568E4 VSATP ＝1.118E5 …….LIB′路径/模型文件名′普通模型LIB名.EN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现模拟集成电路相对精度模型的方法，其特征在于，它包括如下步骤：（１）建立反映工艺状态的普通ＳＰＩＣＥ器件模型，包括各Ｃｏｒｎｅｒ模型；（２）测试反映该工艺相对精度的实验数据，并总结ΔＶｔ的标准偏差、ΔＩｏｎ的标准偏差与器件尺寸的关系；（３）在普通ＳＰＩＣＥ器件模型的基础上，对其中的ＶＴＨＯ、ＴＯＸ、ＵＯ、ＶＳＡＴ参数按以下公式进行修正，建立对应的相对精度模型：ＶＴＨＯ＝ＶＴＨＯ’＋ＤＶＴＨＯＵＯ＝ＵＯ’＊（１＋ＤＵＯ）ＶＳＡＴ＝ＶＳＡＴ’＊（１＋ＤＶＳＡＴ）ＴＯＸ＝ＴＯＸ’＊（１＋ＤＴＯＸ）其中ＶＴＨＯ’、ＵＯ’、ＶＳＡＴ’、ＴＯＸ’是普通ＳＰＩＣＥ模型中所对应参数的值，ＤＶＴＨＯ、ＤＵＯ、ＤＶＳＡＴ、ＤＴＯＸ是为模拟相对精度现象在对应参数基础上引入的偏差量，其分别按下式计算：ＤＶＴＨＯ＝Ａ１／ｓｑｒｔ（Ｗｉｄｔｈ＊Ｌｅｎｇｔｈ）＋Ｂ１ＤＵＯ＝Ａ２＊（Ｗｉｄｔｈ＊Ｌｅｎｇｔｈ）＋Ｂ２ＤＶＳＡＴ＝Ａ３／ｓｑｒｔ（Ｗｉｄｔｈ＊Ｌｅｎｇｔｈ）＋Ｂ３ＤＴＯＸ＝Ａ４／（Ｗｉｄｔｈ＊Ｌｅｎｇｔｈ）＋Ｂ４／ｓｑｒｔ（Ｗｉｄｔｈ）＋Ｃ４／ｓｑｒｔ（Ｌｅｎｇｔｈ）其中Ｗｉｄｔｈ，Ｌｅｎｇｔｈ是仿真所用器件沟道宽与长，ｓｑｒｔ为平方根函数，而Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４要根据相对精度实验数据进行提取；（４）最后将相对精度模型与普通ＳＰＩＣＥ模型综合到一个模型文件中。...

【技术特征摘要】
1.一种实现模拟集成电路相对精度模型的方法，其特征在于，它包括如下步骤(1)建立反映工艺状态的普通SPICE器件模型，包括各Corner模型；(2)测试反映该工艺相对精度的实验数据，并总结ΔVt的标准偏差、ΔIon的标准偏差与器件尺寸的关系；(3)在普通SPICE器件模型的基础上，对其中的VTHO、TOX、UO、VSAT参数按以下公式进行修正，建立对应的相对精度模型VTHO＝VTHO’+DVTHOUO＝UO’*(1+DUO)VSAT＝VSAT’*(1+DVSAT)TOX＝TOX’*(1+DTOX)其中VTHO’、UO’、VSAT’、TOX’是普通SPICE模型中所对应参数的值，DVTHO、DUO、DVSAT、DTOX是为模拟相对精度现象在对应参数基础上引入的偏差量，其分别按下式计算DVTHO＝A1/sqrt(Width*Length)+B1DUO＝A2*(Width*Length)+B2DVSAT＝A3/sqrt(W...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹小卫，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]