一种用于器件模型参数提取的芯片测试数据的获取方法

１引言 ．
确 ，这种 提取 方法 需要实测 大量 的 于Ｍ Ｓ Ｅ 结构。以１ ２ｍ Ｓ ｌ Ｍ Ｓ ＯＦＴ ． ｕ Ｏ Ｃ Ｏ
半 导体器 件 的建 模 及模 型参 数 测 试数据 来 比对 、验 证 。那 么 ，如 工 艺为例 ，Ｍ Ｓ Ｅ 结构 由４ 分组 ＯＦ Ｔ 部
提取 是 电子设计 自动化 （ Ｄ ）领域 何系统、科学的获取测试数据就显得 成 ：三 端ｎ Ｏ Ｆ Ｔ ＥＡ Ｍ Ｓ Ｅ 、三端ｐ Ｏ Ｆ Ｔ Ｍ ＳＥ 、
ｃ ａｒ ｃ ｅｒｉ ｔ ｉ Ｃ ｙ ｈ ａ ｔ ｓ ｃ Ｕｒ ｅ
（ ）ｌｗ ｓｂ ｔａ ｅｂ ａ （ ）ｈ ｇ ｕ ｓ ｒ ｔ ｉｓ ａ ｏ ｕ ｓｒ ｔ ｉｓ ｂ ｉｈ ｓ ｂ ｔ ａ ｅ ｂ ａ
适合推广使用 。
参考文献
【Ｊ ．ｉｕＡ，ｎｌ ｉ ａｄＤｅｉ ｆ １ ＪＬｏ Ａ ａ ｓ ｎ ｓ ｎｏ ］ ｙｓ ｇ ＭＯＳ —
的关键 性 工作 …。参 数提 取 的任务 尤为必要 。本文以１２ｍ Ｓ Ｉ Ｃ Ｏ 工 四端ｎ Ｏ Ｆ Ｔ ．ｕ Ｏ Ｍ Ｓ Ｍ Ｓ Ｅ 、四端ｐ Ｏ Ｆ Ｔ Ｍ Ｓ Ｅ ，如 图２ 是要从 一组器 件测 量特 性 中得 到与 艺为实 例 ，介 绍 了搭建数据 测试 平 所示 ，每一 部分都包 含有 ６ 个 不 同 ４ 器件模 型相对 应 的一套器 件模 型参 台 、获 取直流 参数 与获取 交流参 数 宽长 比 （ ／ ）的Ｍ Ｓ Ｅ 。 ＷＬ Ｏ Ｆ Ｔ 数值 ］ 。其办法 是先 给 出一组 模型 的具体 方法 该 。该 方法简 单 易用 ， 为 了提取器件模型的直流参数 ，
ｏ ｔ ｉ ｎ ｒ ｃ ｓ ｏ ｌｘｍｅ ｓ ｅ ｎ ｄ ｔ ｆ ｃ ｉ ｅｙ ａ ｄａ ｃ ａ ｅｙ， ａ ｄｉ ｓｉ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔ ｏ ａ ｐ ｙｉ ｔ ｔ ｅ ｏ ｂ ｎ ａ ｄｐ ｏ ｅ ｓｃ ｍｐ ｅ ａ ａ ｕ ｍｅ ｔ ａ ｅ ｅ ｔ ｌ ｎ ｃ ｕ ｔ ｌ ｒ ａ ｖ ｒ ｎ ｔｉ ｓｃ ｎ ｅ ｉｎ ｔ ｐ ｌ ｔ ｏ ｒ ｍｐ ｅ ａａ ｔ ｒ ｏ ｈ ｃ ｌｘｐ ｒ ｍｅ ｅ
Ｄｅｉ ｓ ９ ３ ０９： １—２ ９ ｖ ｅ， ８， （ １ ４１１． ｃ １ ３ ）２ 【 Ｙ ｎ ，ｈ ｔ ｒ ｅＰＫ， ｐ ｍａ ｐ — ４ ａ ｇＰＣ ａｔ ｊ Ａｎｏ ｔ ｌ ａ ］ ｅｅ ｉ
ｒ ｍ ｅｅ ｘ ｒ ｃ ｏ ｒ ｇ ａ ｆ ｒＭ ＯＳ ＥＴ ａ ｔ ｒ ｅ ｔａ ｔ ｎ ｐ ｏ ｍ ｉ ｒ ｏ Ｆ
用相 同的工作 区进 行测 量 、参 数提
２数据获取的测量平台搭建 ．
两者 不一致 ，就 修改参 数值 ，直到 Ｉｉ Ｉ 好地拟合 。实 际上 ， ， 很 ｓ￣ 。
本文通过 由进行直流测量 的Ｈ４ 取 。为 了进 行这样 的提 取 ，每 个器 Ｐ１
５Ａ ５ 半导体参数分析仪、￣４７ Ａ ２５ 多频 件都需要测量 以下五组数据 ：
ｌ
ｇａ ｄ ｉ ｕ ｓ ｎ ｅ ， ９ ， （ ： ０４ ５ ｒ ｅ ｒ ｉ ｄＳ ｍｓ ９ ８ ７ ）０ － ． ｔ Ｃ ｃ ｔ ａ ￣ｔ １ １ ５ ４ ０
图８ Ｓ Ｉ Ｍ Ｓ Ｅ 短沟道器件 （０ ／ ． ｍ Ｏ ＰＯ ＦＴ ２ ｍ １２ ）转移特性 曲线 （ ）线 ｕ ａ 性 区 （ ）饱 和 区 ｂ
Ｓｎ ｏ ｇＷ ｅ ｂ ｎ ｎ ｉ
（ ａｉ ｅ ｓｆｉｓｔｔ ｏ ｉｆｒ ｔ ｎ ａｉ １０ ３ ｉ ｎｎ ｒｖｎ ｅ ｈｎ ） Ｄ ｌ ｎｎｕｏ ｔｕｅ ｆｎｏｍａｉ ，Ｄ ｌ ｎ１６ ２ ，Ｌ ａ ｉｇ ｏ ｉｃ ，Ｃ ｉａ ａ ｌｎ ｉ ｏ ａ ｏ Ｐ
Ａ ｓｒｃ ：Ｄｅｉｅ ｄ ｌ ｎ ｄｌ ａａ ｔ ｘｒｃｉｎｉ ｔｅｍｏｔｍｐ ｒ ｎ ａｔ ｆ ｅ ｌｃ ｏ ｉ ｄｓ ｎａｔｍａｉｎ （ Ｄ ｂ ｔａｔ ｖｃ ｍｏ ｅ ａ ｄｍｏ ｅ ｐ ｒｍｅ ｒ ｔ ｔ ｓ ｉ ｏｔ ｔ ｒ ｏ ｅｔ ｎｃ ｅｉ ｕｏ ｔ ｅ ｅ ａ ｏ ｓｈ ａ ｐ ｔ ｅ ｒ ｇ ｈ ｏ Ｅ Ａ）
ａ ａ ａｌ ＯＳ ｄ ｐｔｂｅＭ ＦＥＴ ｐ ｒｍ ｅｅ ｘｒｃ ｏｎｍ ｅｈ— ａａ ｔｒｅ ｔａｔ ｉ ｔ
ｌ ｉ ｊ
Ｉ
。 （） ａ
。 。 ’｛ 。 ～ ｖ） ｇ ｖ Ｖ 』 （） ｂ
Hale Waihona Puke 。 ｎ ｎ Ｉ ｎ ｌ ｄｕｉ ｍｍｍｅ ｍｍ ｄ ］Ｅ ｒ — ； ｏ ｓ ｇａ ｒ Ｎａ ｏ ｄＵ． ＥＥＴａｓ ａ ｔ ｓｏｎ Ｃｏ ｐｕ ｅ － ｄｅ ｅｉ ｎ ｏｆＩ ｔ ・ ｃ ｏｎ ｍ ｉ ｔｒ－ Ａｉ ｄ Ｄ ｓｇ ｎ ｅ－ ；
【 关键词 】Ｍ Ｓ Ｏ 器件；模型参数；参数提取；数据测试
Ａ ｅ ｓ ｅ ｅ ｅ ｈ ｄ ｏ Ｍ ａ ｕｒ ｍ ｎｔＭ ｔ ｏ ｆＣｈｉ ｅ ｔ ａ ａｆ ｒｔ ｅＰｒ ｃ ｓ ｆ ｅ ｉｅＭ ｏｄ ｌＰａ ａ ｅ ｅ ｓＥｘ ｒ ｃｉ ｎ ｐ Ｔ ｓ ｔ ｏ ｈ ｏ ｅ ｓｏ ｖ ｃ Ｄ Ｄ ｅ ｒ ｍ ｔ ｒ ｔ ａ ｔｏ
ｅ ｔ ｃ ｉ ｎｆｅｄ ． ｘ ａ ｔ ｌｓ ｒ ｏ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｍ ＯＳ ｄ ｖ ｃ ｅ ｉｅ；Ｍ ｏ ｅ ａ ａ ｔｒ Ｐ ｒ ｍ ｅｅ ｘ ａ ｔ ｎ； Ｍ ｅ ｓ ｅ ｎ ａａ ｄ ｌ ｒ ｍｅ ｅ ； ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｃ ｉ Ｐ ｅｒ ｏ ａ ｕ ｍｅ ｔ ｔ ｒ ｄ
１ ２ ｌ ． ｔ ｌｔ ２ １． ／ ０ 一 皂－ ｌ ｌ ／ ２ ３ ￣ ｔ ０ ０
Ｉ》 ＿． ） 研发展…………………………一 ）
合较 好 。这 说 明我们 的数据 获取 的 测 量平 台搭建 的 比较 合理 ，数据 获 取方法简单可行 ，而且精度很高 。
６结 论 ．
从 实 际 的测试 效 果来 看 ，传输
特 性 曲线和 转移特 性 曲线都 拟合 的
： ０ ’ － ２ － ３ ４ ０ １ ’ ２ ‘ ３ Ｊ ５ ：
：
）
（ ｖ
：
：
Ｉ
（） ａ
（ ） ｂ
：
Ｉ
很好 ，这 说 明了本文提 出的数据 获
取 的测量 平 台搭建 的 比较合 理 ，测 图７ ｓ Ｉ Ｍ Ｓ Ｅ 短沟道器件 （ ０ ／ ． ）输 出特性 曲线 （ ）低 Ｏ Ｐ Ｏ Ｆ Ｔ ２ ｕｍ １２ ｍ ｕ ａ 试 数据量 充足 ，而且 利用 该方法 获 衬偏 （ ）高衬偏 ｂ Ｆｉ ７ Ｓ Ｐ Ｏ Ｆ Ｔ ｓ ｏ ｔ ｈ ｎ ｅｌ ｄ ｖｉ ｅ （ ０ ／ ｇ ． ＯＩ Ｍ Ｓ Ｅ ｈ ｒ ｃ ａ ｎ ｅ ｃ ｓ ２ ｍ １ 取数据简单易行 ，有较高的精确度 ，
ＦＥＴＳ： ｏ ｌｎ Ｓｍ ｕ ａ ｏｎ，ｎｄ Ｐａ ａ ｅ ｅ Ｍ ｄｅｉ ｇ，ｉ ｌｔ ｉ ａ ｒｍ ｔｒ
Ｅｘ ｒ ｃｉ ｎ Ｍ］ ＵＷ ＥＲ ＡＣ ｔａ ｔｏ ［ ＫＬ ＡＤＥＭＩ Ｃ
ＰＵＢＬＩ ＳＨＥＲＳ，９ ８ １９．
ｆ］ ｎ ｏＭ， ｏ ｅａＨ， ｍａｕ Ｋ． ｄ ｌ ２Ｋｏ ｄ Ｏｎ ｄ ｒ Ｔａ ｒ Ｍｏ ｅ
参数初 始值 ，代 入器件模 型 公式得 具 有 较 高 的精 确 度 ，可 以作 为 深 需要 分别测 量器件 组 中每一个 器件 到一组模拟 结果；然后 比较 Ｉ （ 。 模 亚，适合推广使用 。
拟 结果 ）与 Ｉ。 测 量 结 果 ），如 （
的Ｉ 特性 曲线 。对每 一个器件 都采 Ｖ
且Ｖ 。 小 ， 以保 证 器 件 工 作 在 线 。很 性 区 。ｎ Ｍ Ｓ Ｅ 的测量 电路 如 图３ —ＯＦＴ
（ ）所 示。 ａ
测量数 据 是前提 条件 ，也是 非常重 要 的一 个环 节 。为 了让 实验 结果精
３直流数据的获取 ．
直 流 测试 数 据 的获取 主 要来源
一
Ｉ 研发展…………………………． ．
一
种 用于器 件模 型 参数提 取 的芯片测试数据
的获取 方法
大连 东软信 息学院 宋文斌
【 摘要 】半导体器件的建模及模型参数提取是电子设计 自动化 （ Ｄ ）领域的关键性工作。要提取器件参数，获取并处 Ｅ Ａ
理复杂繁 重的测量数据是前提 条件 ，也是 非常重要 的一个 环节 ，如何 简单有效 的提取 并处理参数提取 测试数据就 显得 格外 重 要。本文提 出 了简单 易用 的用于器件模 型参 数提取 的测试 数据 的获取 方法 。实验证 明，该方法可 以有效 的获取大量繁杂 的测试 数据 ，具有较 高的精确度 ，而且简单 易用 ，适合推广使用。
Ｆ ８ Ｓ Ｐ Ｏ Ｆ Ｔ ｈ ｒ ｃ ａ ｎ ｄ ｖｉ ｅ （ ０ ／ ． ｍ） ｔ ａ ｓ ｅ ． ＯＩ Ｍ Ｓ Ｅ ｓ ｏ ｔ ｈ ｎ ｅＩ ｅ ｓ ２ ｍ １ ２ ｉ ｇ ｃ ｒｎｆ ｒ
ｃ ａｒ ｃ ｅｒｉ ｔｉ ｃ ｒ ｅ ｈ ａ ｔ ｓ Ｃ ｕ ｖ
【 Ｙ ｎ ，ｈｔ ｒ ｅＰＫ， ｐ ｍａ ｐ — ３ ａ ｇＰＣ ａ ｅｊ Ａｎｏ ｔ ｌ ａ ］ ｔ ｅ ｉ
ｒ ｍ ｅｅ ｘ ｒ ｃ ｏ ｒ ｇ ａ ｆ ｒＭ ＯＳ ＥＴ ａ ｔ ｒ ｅ ｔａ ｔ ｎ ｐ ｏ ｒ ｍ ｏ ｉ Ｆ
ｍｏ ｅｓ ］Ｅ ｒｎ ａｔ ｎ ｏ ｌ ｔ ｎ ｄ ｌＵ． ＥＥ Ｔ ａ ｓｃ ｏ ｎ Ｅｅ ｒ Ｉ ｉ ｃｏ
ａ ｅ ｓＴ ｘ ｒ ｃ ｅｄ ｖ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ， ｏ ｔ ｉ ｉ ｇ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｆｃ ｍｐ ｅ ａ ｕ ｅ ｎ ａ ａ ｉ ｖ ｒ ｍｐ ｒａ ｔ ｓｍｐ ｅ ｍｅｈ ｄ ｔ ｒ ａ ． ｏ ｅ ｔ ｔ ｅ ｉ ｅ ｐ ｍｅ ｅ ｓ ａ ｔ ｈ ｒ ｂ ａｎ ｎ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｏ ｏ ｌ ｘ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｄ ｔ ｅ ｙ ｉ ｏ ｎ ． ｉ ｌ ｔ ｏ ｏ ｓ ｔ Ａ ｏ ｔ ｉ ｉ ｇｔ ｅ ｔｓ ａ ｏ ｅ ｉｅｍ ｏ ｅ ａ ａ ｅｅ ｘ ａ ｔｏ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｉ ｐ ｐ ｒ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ａ ｅｍｅ ｏ ａ ｂ ａｎ ｎ ｔ ｔ ｆ ｒｄ ｖ ｃ ｄ ｌ ｒｍ ｔ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｉ ｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｓ ａ ｅ ． ｅｅ ｐ ｒ ｈ ｅ ｄａ ｐ ｅｒ ｓ ｎｈ Ｔ ｉ ｎ ａ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ｔ ｈ ｔ ｄＣ ｒ ｓ ｈ ｔ ｈ ｎ