【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路设计，尤其涉及一种用于cmos器件仿真的器件模型生成方法。
技术介绍
1、在汽车、航空航天和石油勘探等领域常需要芯片工作在高温高辐照的极端环境中。受限于si(硅)材料物理性质所限，si基cmos(complementary metal-oxide-semiconductor，互补金属氧化物半导体)集成电路在抗辐照能力、耐高温应用等方面越发乏力。例如目前特殊处理的si基集成电路最高工作温度仅在225℃左右，当其处于较高的温度环境下，基本单元mosfet(metal-oxide-semiconductor field effect transistor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)管的性能会出现剧烈的变化，这会导致电路实现相关功能的能力无法得到保证。
2、为了解决这个问题，选择sic(碳化硅)或其他材料制作集成电路便可以有效减弱极端环境对器件的影响，进而降低对电路性能的影响。示例性的，相比si材料，sic材料作为第三代半导体材料由于其禁带宽度、临界击穿电场以及导热能力等特性上的独特优势使其能够工作在更为极端的环境。因此，当前sic或其他材料取代si材料制作应用于高温高辐照等极端环境的集成电路受到了广泛的青睐。
3、目前大多数关于sic基器件模型及生成方法的研究主要集中在sic功率器件，虽然si基cmos集成电路的器件模型及其建模方法已开展了广泛研究及商业化应用，如bsim(berkeley short-channel igfet mode，伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管模型)，但使
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种用于cmos器件仿真的器件模型生成方法，用以解决现有除si基外的cmos器件使用标准bsim模型的仿真精度较差的问题。
2、本专利技术实施例提供了一种用于cmos器件仿真的器件模型生成方法，包括：
3、使用标准bsim模型拟合待生成基cmos器件的电学特征曲线；其中，待生成基为除si基外的用于制备coms器件的半导体材料；
4、基于拟合得到的电学特性曲线，确定拟合度不满足设定阈值的部分，进而得到在标准bsim模型中待修改的原始物理效应模型；
5、基于待生成基cmos器件中相应于所述待修改的原始物理效应模型的物理效应的特征，修改标准bsim模型中原始物理效应模型参数，得到更新后物理效应模型，进而得到适用于待生成基cmos器件设计仿真的新bsim模型。
6、进一步地，所述待生成基cmos器件为sic基cmos器件；
7、所述待生成基cmos器件的电学特征曲线包括cv曲线和iv曲线；其中，
8、cv曲线包括：
9、栅极和源漏极体极之间的cv电容曲线；其中，体极与源漏极短接；
10、栅极和源漏极之间的cv电容曲线，其中，体极接地；
11、iv曲线包括：
12、在不同漏极偏置和体极偏置下的转移特性曲线；
13、体极偏置为0，在不同栅极偏置下的输出特性曲线；
14、体极偏置为vdd，在不同栅极偏置下的输出特性曲线；其中，vdd表示电源电压。
15、进一步地，所述拟合度包括实测的电学特性曲线与拟合的电学特性曲线数据的均方根误差和曲线趋势差；相应的，所述阈值包括差别阈值和趋势差阈值；若均方根误差大于差别阈值或曲线趋势差大于趋势差阈值，则判断为拟合度不满足；其中，所述曲线趋势差为实测的电学特性曲线与拟合的电学特性曲线数据微分的均方根误差。
16、进一步地，通过修改标准bsim模型中的verilog-a代码修改标准bsim模型中原始物理效应模型参数，得到更新后物理效应模型。
17、进一步地，所述新bsim模型中更新后物理效应模型包括sic材料模型、迁移率模型、体效应模型、平带电压模型及三极管区和饱和区软过渡模型。
18、进一步地，所述sic材料模型用于描述禁带宽度及本征载流子浓度的参数模型；
19、通过将标准bsim模型中的材料模型中的禁带宽度eg中的参数修改为bg0sub＝3.285，tbgasub＝0.033、tbgbsub＝1e5，将本征载流子浓度ni0sub参数修改为3.0379e-8，得到新bsim模型中更新后sic材料模型；其中，bg0sub表示衬底材料在0k温度下的禁带宽度理论值，tbgasub表示禁带宽度的第一个温度系数，tbgbsub表示禁带宽度的第二个温度系数，temp表示器件的工作温度，ni0sub表示300.15k温度下的本征载流子浓度。
20、进一步地，通过将标准bsim器件中的迁移率模型中的参数ud修改为得到新bsim模型中更新后迁移率模型；其中，ud′、udsic分别表示新bsim模型中的迁移率模型参数，vbseff表示有效体源电压，φs表示表面势。
21、进一步地，通过将标准bsim器件中的体效应模型中的keta·vbseff修改为得到新bsim模型中更新后体效应模型；其中，keta′、ketasic分别表示新bsim模型中的体效应模型参数。
22、进一步地，通过将标准bsim器件中的平带电压模型中的修改为得到新bsim模型中更新后平带电压模型；其中，k1sic、k1′分别表示新bsim模型中的平带电压模型参数。
23、进一步地，通过将标准bsim器件中的有效漏源电压vdseff的参数delta修改为delta′+deltasic1·vgsteff+deltasic2·vgsteff2，得到新bsim模型中更新后三极管区和饱和区软过渡模型；其中，delta′、deltasic1、deltasic2分别表示新bsim模型中的三极管区和饱和区软过渡模型参数，vgsteff表示有效栅源电压阈值差。
24、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
25、1、通过标准bsim模型拟合待生成基cmos器件的电学特性，确定拟合度不满足要求的部分，得到在标准bsim模型中待修改的原始物理效应模型，通过修改该部分的参数，修改标准bsim模型中的参数，得到适用于待生成基cmos器件的新bsim模型，更加有目的的找到标准bsim模型无法准确建模的电学特性区域，并针对性的修改相关区域对应的物理效应模型，所添加的模型参数具有一定物理性，能够实现模型仿真精度的提升；
26、2、仅针对无法准确建模的电学特性区域进行修改，并没有直接改变核心公式，模型的仿真速度和收敛性基本不受影响，基本维持标准bsim模型的仿真速度以及收敛性。
27、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，所述待生成基CMOS器件为SiC基CMOS器件；
3.根据权利要求1所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，所述拟合度包括实测的电学特性曲线与拟合的电学特性曲线数据的均方根误差和曲线趋势差；相应的，所述阈值包括差别阈值和趋势差阈值；若均方根误差大于差别阈值或曲线趋势差大于趋势差阈值，则判断为拟合度不满足；其中，所述曲线趋势差为实测的电学特性曲线与拟合的电学特性曲线数据微分的均方根误差。
4.根据权利要求1所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，通过修改标准BSIM模型中的Verilog-a代码修改标准BSIM模型中原始物理效应模型参数，得到更新后物理效应模型。
5.根据权利要求2所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，所述新BSIM模型中更新后物理效应模型包括SiC材料模型、迁移率模型、体效应模型、平带电压模型及三极管区和饱和区软过渡模型
6.根据权利要求5所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，所述SiC材料模型用于描述禁带宽度及本征载流子浓度的参数模型；
7.根据权利要求6所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，通过将标准BSIM器件中的迁移率模型中的参数UD修改为得到新BSIM模型中更新后迁移率模型；其中，UD′、UDSIC分别表示新BSIM模型中的迁移率模型参数，Vbseff表示有效体源电压，Φs表示表面势。
8.根据权利要求7所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，通过将标准BSIM器件中的体效应模型中的KETA·Vbseff修改为得到新BSIM模型中更新后体效应模型；其中，KETA′、KETASIC分别表示新BSIM模型中的体效应模型参数。
9.根据权利要求5所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，通过将标准BSIM器件中的平带电压模型中的修改为得到新BSIM模型中更新后平带电压模型；其中，K1SIC、K1′分别表示新BSIM模型中的平带电压模型参数。
10.根据权利要求5所述的用于CMOS器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，通过将标准BSIM器件中的有效漏源电压Vdseff的参数DELTA修改为DELTA′+DELTASIC1·Vgsteff+DELTASIC2·Vgsteff2，得到新BSIM模型中更新后三极管区和饱和区软过渡模型；其中，DELTA′、DELTASIC1、DELTASIC2分别表示新BSIM模型中的三极管区和饱和区软过渡模型参数，Vgsteff表示有效栅源电压阈值差。
...【技术特征摘要】
1.一种用于cmos器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于cmos器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，所述待生成基cmos器件为sic基cmos器件；
3.根据权利要求1所述的用于cmos器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，所述拟合度包括实测的电学特性曲线与拟合的电学特性曲线数据的均方根误差和曲线趋势差；相应的，所述阈值包括差别阈值和趋势差阈值；若均方根误差大于差别阈值或曲线趋势差大于趋势差阈值，则判断为拟合度不满足；其中，所述曲线趋势差为实测的电学特性曲线与拟合的电学特性曲线数据微分的均方根误差。
4.根据权利要求1所述的用于cmos器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，通过修改标准bsim模型中的verilog-a代码修改标准bsim模型中原始物理效应模型参数，得到更新后物理效应模型。
5.根据权利要求2所述的用于cmos器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，所述新bsim模型中更新后物理效应模型包括sic材料模型、迁移率模型、体效应模型、平带电压模型及三极管区和饱和区软过渡模型。
6.根据权利要求5所述的用于cmos器件仿真的器件模型生成方法，其特征在于，所述sic材料模型用于描述禁带宽度及本征载流子浓度的参数模型；
7.根据权利要求6所述的用于cmos器件仿真的器...
【专利技术属性】
技术研发人员：董泽伟，刘新宇，白云，汤益丹，杨成樾，田晓丽，郝继龙，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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