【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于半導體器件，具體涉及一種fdsoi(fully?depleted?siliconon?insulator，全耗盡絕緣體上硅)器件交流小信號與nbti(negative?bias?temperatureinstability負偏壓溫度不穩(wěn)定)效應聯(lián)合仿真方法。
技術介紹
1、近年來，半導體集成電路行業(yè)快速發(fā)展，器件尺寸不斷縮小以及柵氧化層的厚度不斷減薄，器件的可靠性問題越來越嚴重，包括負偏壓溫度不穩(wěn)定(nbti)、熱載流子注入(hci)、總劑量效應(tid)以及經(jīng)時擊穿(tddb)等問題，而nbti效應已經(jīng)成為cmos(complementary?metal?oxide?semiconductor，互補金屬氧化物半導體)技術中存在的主要可靠性問題，會對器件的使用壽命產(chǎn)生一定影響，因此對于nbti效應的研究變得越來越重要。
2、目前，fdsoi器件已經(jīng)廣泛應用，相較于體硅器件，fdsoi器件可以增強柵控能力并且減少柵極漏電流，并且具有較低功耗的特點。有研究表明，fdsoi器件的nbti效應相較于體硅器件更為嚴重，由于fdsoi器件具有埋氧層，會導致在nbti應力作用時，產(chǎn)生自熱效應，導致器件內(nèi)部溫度升高，從而加重器件的nbti的退化情況。而在射頻集成電路中，由于溝道長度縮小到100nm時，傳統(tǒng)的體硅cmos技術已經(jīng)不能滿足射頻集成電路市場的要求，而fdsoi與傳統(tǒng)的cmos技術相比，可以更好的減少寄生電容、閂鎖效應等，增強了各個器件之間的隔離，因此fdsoi器件在納米射頻集成電路中已經(jīng)取代了cmos技術的體
3、而目前的研究中大部分都在研究nbti效應對直流特性(如閾值電壓、漏電流等)的影響情況，而沒有對交流小信號特性的影響做出說明，并且如果在進行交流小信號仿真中在物理模型中加入陷阱退化模型，會導致仿真出現(xiàn)不收斂的情況。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本專利技術提供了一種fdsoi器件交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真方法。本專利技術要解決的技術問題通過以下技術方案實現(xiàn)：
2、本專利技術提供了一種fdsoi器件交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真方法，包括：
3、建立的二維器件結(jié)構初始模型；
4、對所述二維器件結(jié)構初始模型進行模型參數(shù)修正，得到二維器件結(jié)構校準模型；
5、在sdevice中對所述二維器件結(jié)構校準模型進行交流小信號仿真，得到第一特性曲線；
6、利用陷阱物理模型對所述二維器件結(jié)構校準模型進行nbti效應設置，通過對所述陷阱物理模型的退化參數(shù)的修正，得到與器件真實nbti退化情況相同的校準nbti退化模型；
7、基于所述校準nbti退化模型的器件瞬時仿真狀態(tài)，在sdevice中對所述二維器件結(jié)構校準模型進行交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真，得到第二特性曲線；
8、根據(jù)所述第一特性曲線和所述第二特性曲線，確定nbti效應對器件的交流小信號特性的影響。
9、在本專利技術的一個實施例中，建立的二維器件結(jié)構初始模型，包括：
10、基于器件結(jié)構參數(shù)和tcad仿真軟件的sde工具，建立fdsoi器件的二維器件結(jié)構初始模型；所述器件結(jié)構參數(shù)包括：器件幾何結(jié)構、尺寸、摻雜濃度和網(wǎng)格密度。
11、在本專利技術的一個實施例中，對所述二維器件結(jié)構初始模型進行模型參數(shù)修正，得到二維器件結(jié)構校準模型，包括：
12、利用靜態(tài)掃描得到所述二維器件結(jié)構初始模型以柵極電壓為橫坐標，漏端電流為縱坐標的轉(zhuǎn)移特性曲線；
13、根據(jù)所述二維器件結(jié)構初始模型的轉(zhuǎn)移特性曲線與器件真實轉(zhuǎn)移特性曲線之間的差異，通過對所述二維器件結(jié)構初始模型的模型參數(shù)修正，得到與器件真實轉(zhuǎn)移特性曲線相同的二維器件結(jié)構校準模型。
14、在本專利技術的一個實施例中，所述模型參數(shù)包括：柵極功函數(shù)、源漏摻雜濃度、溝道摻雜濃度和ldd摻雜濃度。
15、在本專利技術的一個實施例中，在sdevice中對所述二維器件結(jié)構校準模型進行交流小信號仿真，得到第一特性曲線，包括：
16、在sdevice中定義所述二維器件結(jié)構校準模型的device部分，將所述二維器件結(jié)構校準模型和對應的物理模型加載至device部分；所述物理模型包括：srh模型、高場速度飽和模型以及載流子之間散射模型；
17、在sdevice中定義用于交流小信號仿真的電路system部分；
18、在sdevice中的solve部分設置coupled部分和ac?coupled部分后進行靜態(tài)掃描實現(xiàn)交流小信號仿真；
19、利用svisual工具對sdevice中的交流小信號仿真結(jié)果進行提取，得到所述第一特性曲線。
20、在本專利技術的一個實施例中，所述coupled部分包括：所述二維器件結(jié)構校準模型的柵極掃描電壓和漏極電壓；
21、所述ac?coupled部分包括：掃描開始頻率、掃描結(jié)束頻率、在掃描頻率范圍內(nèi)的掃描點數(shù)以及掃描頻率的變化規(guī)律。
22、在本專利技術的一個實施例中，利用陷阱物理模型對所述二維器件結(jié)構校準模型進行nbti效應設置，通過對所述陷阱物理模型的退化參數(shù)的修正，得到與器件真實nbti退化情況相同的校準nbti退化模型，包括：
23、在tcad仿真軟件中加入所述陷阱物理模型，設置所述陷阱物理模型的退化參數(shù)；
24、在所述二維器件結(jié)構校準模型的device部分加入temperature關鍵字，設置溫度參數(shù)和器件的偏置狀態(tài)；
25、對所述二維器件結(jié)構校準模型進行靜態(tài)掃描，利用svisual工具提取所述二維器件結(jié)構校準模型的閾值電壓變化曲線；
26、根據(jù)所述二維器件結(jié)構校準模型的閾值電壓變化曲線與器件真實閾值電壓變化曲線之間的差異，通過對所述退化參數(shù)修正，得到與器件真實閾值電壓變化曲線相同的校準nbti退化模型；
27、基于所述校準nbti退化模型，對所述二維器件結(jié)構校準模型進行nbti效應瞬態(tài)仿真，得到器件瞬時仿真狀態(tài)并保存在狀態(tài)文件中。
28、在本專利技術的一個實施例中，所述退化參數(shù)包括：氫在氧化層中的擴散系數(shù)，h擴散激活能，界面處的氫的初始濃度，去鈍化常數(shù)，初始si-h鍵的濃度，si-h鍵斷裂的激活能，界面處所有未斷裂的si-h鍵的濃度。
29、在本專利技術的一個實施例中，基于所述校準nbti退化模型的器件瞬時仿真狀態(tài)，在sdevice中對所述二維器件結(jié)構校準模型進行交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真，得到第二特性曲線，包括：
30、將所述狀態(tài)文件和所述校準nbti退化模型添加至所述二維器件結(jié)構校準模型進行交流小信號仿真的device部分，通過靜態(tài)掃描實現(xiàn)所述二維器件結(jié)構校準模型的交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真，利用svisual工具對sdevice中的交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真結(jié)果進行提取，得到所述第二特性曲線。
31、在本專利技術的一個實施例本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，建立的二維器件結(jié)構初始模型，包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，對所述二維器件結(jié)構初始模型進行模型參數(shù)修正，得到二維器件結(jié)構校準模型，包括：
4.根據(jù)權利要求3所述的FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，所述模型參數(shù)包括：柵極功函數(shù)、源漏摻雜濃度、溝道摻雜濃度和LDD摻雜濃度。
5.根據(jù)權利要求1所述的FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，在sdevice中對所述二維器件結(jié)構校準模型進行交流小信號仿真，得到第一特性曲線，包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，所述coupled部分包括：所述二維器件結(jié)構校準模型的柵極掃描電壓和漏極電壓；
7.根據(jù)權利要求5所述的FDSOI器件交流
8.根據(jù)權利要求7所述的FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，所述退化參數(shù)包括：氫在氧化層中的擴散系數(shù)，H擴散激活能，界面處的氫的初始濃度，去鈍化常數(shù)，初始Si-H鍵的濃度，Si-H鍵斷裂的激活能，界面處所有未斷裂的Si-H鍵的濃度。
9.根據(jù)權利要求7所述的FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，基于所述校準NBTI退化模型的器件瞬時仿真狀態(tài)，在sdevice中對所述二維器件結(jié)構校準模型進行交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真，得到第二特性曲線，包括：
10.根據(jù)權利要求1所述的FDSOI器件交流小信號與NBTI效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，根據(jù)所述第一特性曲線和所述第二特性曲線，確定NBTI效應對器件的交流小信號特性的影響，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種fdsoi器件交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的fdsoi器件交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，建立的二維器件結(jié)構初始模型，包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的fdsoi器件交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，對所述二維器件結(jié)構初始模型進行模型參數(shù)修正，得到二維器件結(jié)構校準模型，包括：
4.根據(jù)權利要求3所述的fdsoi器件交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，所述模型參數(shù)包括：柵極功函數(shù)、源漏摻雜濃度、溝道摻雜濃度和ldd摻雜濃度。
5.根據(jù)權利要求1所述的fdsoi器件交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，在sdevice中對所述二維器件結(jié)構校準模型進行交流小信號仿真，得到第一特性曲線，包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的fdsoi器件交流小信號與nbti效應聯(lián)合仿真方法，其特征在于，所述coupled部分包括：所述二維器件結(jié)構校準模型的柵極掃描電壓和漏極電壓；
7.根據(jù)權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉紅俠，于浩，王樹龍，陳樹鵬，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。