用于MOSFET器件模型参数提取的方法及装置与流程

本发明属于器件建模技术领域，特别涉及一种用于mosfet器件模型参数提取的方法和装置。

背景技术：

衬偏效应(又称体效应)是mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor金属氧化物半导体场效应晶体管)器件最重要的二阶效应之一，对于nmos来说，体端加负偏压会导致阈值电压增加等现象的产生，在mosfet器件模型参数提取中衬偏效应相关参数的提取极为重要。

以pmos为例，根据bsim(berkeleyshort-channeligfetmodel伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管模型)手册，一般需要进行以下几项测试进行参数提取：

1)ids_vgs@vds＝-0.05atdifferentvbs测试，即不同体偏下的线性区转移曲线测试，其中x轴为vgs(vgatesource，也就是栅与源之间的电压)，y轴为ids，p为vbs(vbodysource，也就是体与源之间的电压)，线性区是因为vds(vdrainsource，也就是漏与源之间的电压)＝-0.05；

2)ids_vgs@vds＝-vddatdifferentvbs测试，即不同体偏下的饱和区转移曲线测试，其中x轴为vgs，y轴ids，p为vbs，饱和区时因为vds＝-vdd；

3)ids_vds@vbs＝0atdifferentvgs测试，即体偏为0下的不同栅压下的输出曲线测试，其中x轴为vds，y轴为ids，p为vgs；

4)ids_vds@vbs＝vbbatdifferentvgs测试，即体偏为vbb下的不同栅压下的输出曲线，其中x轴为vds，y轴为ids，p为vgs。

一般来讲1)2)两项测试中vbs的最大值相同且与曲线4)中的vbb相同，且一般情况下会取vdd。

对于漏体结击穿电压小于两倍vdd的mosfet，如果vbb取vdd，那么在测第2)项时会出现击穿，导致器件损伤，虽然器件并未丧失mosfet特性，但是器件特性会发生变化，进而影响之后的测试结果；这样测试数据就不可靠，后面的参数提取就没有意义。如果vbb选择为击穿电压减去vdd，器件则不会出现击穿，但是第1)项测试就会不全面，测试的衬偏范围偏窄，进而影响衬偏效应参数的提取，无法满足参数提取对数据的要求。

因此，现有技术存在不能够兼顾既可以全面提取衬偏效应参数又不能损伤器件影响器件参数提取结果的缺陷。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于mosfet器件模型参数提取的测试方法及装置。

第一方面，本发明实施例中提供了一种用于mosfet器件模型参数提取的方法，包括：

基于所述mosfet器件的漏体结击穿电压，在不同体偏下的曲线测试中采用不同的体端偏置。

结合第一方面，本发明在第一方面的第一种实现方式中，所述基于所述mosfet器件的漏体结击穿电压，在不同体偏下的曲线测试中采用不同的体端偏置，包括：

进行漏体结击穿测试，获得所述mosfet器件的漏体结击穿电压vdb；

确定一个小于所述漏体结击穿电压vdb与所述mosfet器件电源电压vdd的差值的电压，作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb；

将所述电源电压vdd作为体偏为所述体端偏置电压vbb下的线性区转移曲线测试中的体与源之间的电压vbs的最大值；

将所述第二电压获取模块获取的体端偏置电压vbb作为该体偏vbb下的饱和区转移曲线测试中的体与源之间的电压vbs的最大值。

结合第一方面的第一种实现方式，本发明在第一方面的第二种实现方式中，所述不同体偏下的曲线测试包括：

不同体偏下的线性区转移曲线测试；

不同体偏下的饱和区转移曲线测试；

体偏为0的不同栅压下的输出曲线测试；

体偏为vbb的不同栅压下的输出曲线测试。

结合第一方面的第一种实现方式，本发明在第一方面的第三种实现方式中，所述将小于所述漏体结击穿电压vdb与该器件电源电压vdd的差值的电压作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb，包括：

将所述漏体结击穿电压与所述mosfet器件的电源电压的差值(vdb-vdd)分为n等份，每份为d；

将(n-1)*d作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb；

其中，n为自然数。

结合第一方面的第二种实现方式，本发明在第一方面的第四种实现方式中，还包括，依据在所述不同体偏下的曲线测试获得的测试数据进行所述mosfet器件模型参数提取。

本发明的第二方面，提供一种用于mosfet器件模型参数提取的装置，包括：

电压获取单元，用于获取在不同体偏下的曲线测试中采用的电压；

曲线测试单元，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行不同体偏下的曲线测试，获得测试数据；

参数提取单元，用于根据所述曲线测试单元获得的测试数据进行所述mosfet器件模型参数提取。

结合第二方面，本发明在第二方面的第一种实现方式中，所述电压获取单元，包括：

第一电压获取模块，用于获得所述mosfet器件的漏体结击穿电压vdb；

第二电压获取模块，用于确定一个小于所述第一电压获取模块获得的漏体结击穿电压vdb与该器件电源电压vdd的差值的电压，作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb；

第三电压获取模块，用于确定将所述电源电压vdd作为体偏为所述第二电压获取模块获取的体端偏置电压vbb下的线性区转移曲线测试中的体与源之间的电压vbs的最大值；

第四电压获取模块，用于确定将所述第二电压获取模块获取的体端偏置电压vbb作为该体偏vbb下的饱和区转移曲线测试中的体与源之间的电压vbs的最大值。

结合第二方面，本发明在第二方面的第二种实现方式中，所述曲线测试单元包括：

第一测试模块，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行不同体偏下的线性区转移曲线测试，获得测试数据；

第二测试模块，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行不同体偏下的饱和区转移曲线测试，获得测试数据；

第三测试模块，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行体偏为0的不同栅压下的输出曲线测试，获得测试数据；

第四测试模块，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行体偏为vbb的不同栅压下的输出曲线测试，获得测试数据。

结合第二方面的第一种实现方式，本发明在第二方面的第三种实现方式中，所述第二电压获取模块，包括：

计算模块，用于将所述第一电压获取模块获得的漏体结击穿电压vdb与所述mosfet器件的电源电压vdd的差值(vdb-vdd)分为n等份，每份为d；

体端偏置电压确定模块，用于计算获得(n-1)*d作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb；

其中，n为自然数。

本发明的有益效果为：本发明实施例提供了用于mosfet器件模型参数提取的测试方法，通过测试mos器件的漏体结特性，获得击穿电压vdb，确定vbb,其值小于vdb-vdd；vbb的确定保证了器件特性不受影响，保证了测试数据的准确性。确定第1)项测试中vbs最大值为vdd；保证了电压测试范围的完整性，有利于体效应参数的提取。确定第2)项测试中vbs最大值为vbb。由此确定的电压进行1)2)3)4)项的测试，解决了现有技术中存在不能够兼顾既可以全面提取衬偏效应参数又不影响器件参数提取结果的技术问题，确保mos器件测试结果正确又兼顾体效应参数提取。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的装置的结构图；

图2为采用现有技术测试方法测试前后器件特性对比图；

图3为采用本发明测试方法测试前后器件特性对比图。

具体实施方式

本发明提供一种用于mosfet器件模型参数提取的方法和装置，以解决现有技术中的不能够兼顾既可以全面提取衬偏效应参数又不影响器件参数提取结果的技术问题。

为了更好的理解本发明技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例1

本实施例提供一种用于mosfet器件模型参数提取的方法，包括：基于所述mosfet器件的漏体结击穿电压，在不同体偏下的曲线测试中采用不同的体端偏置。

作为一种可选的实施方式，所述基于所述mosfet器件的漏体结击穿电压，在不同体偏下的曲线测试中采用不同的体端偏置，包括：

进行漏体结击穿测试，获得所述mosfet器件的漏体结击穿电压vdb；

确定一个小于所述漏体结击穿电压vdb与所述mosfet器件电源电压vdd的差值的电压，作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb；vbb的确定保证了器件特性不受影响，保证了测试数据的准确性。

将所述电源电压vdd作为体偏为所述体端偏置电压vbb下的线性区转移曲线测试中的体与源之间的电压vbs的最大值；保证了电压测试范围的完整性，有利于体效应参数的提取。

将所述第二电压获取模块获取的体端偏置电压vbb作为该体偏vbb下的饱和区转移曲线测试中的体与源之间的电压vbs的最大值。

作为一种可选的实施方式，所述不同体偏下的曲线测试包括：

不同体偏下的线性区转移曲线测试；即背景技术中介绍的第1)项测试。

不同体偏下的饱和区转移曲线测试；即背景技术中介绍的第2)项测试。

体偏为0的不同栅压下的输出曲线测试；即背景技术中介绍的第3)项测试。

体偏为vbb的不同栅压下的输出曲线测试。即背景技术中介绍的第4)项测试。

作为一种可选的实施方式，所述将小于所述漏体结击穿电压vdb与该器件电源电压vdd的差值的电压作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb，包括：

将所述漏体结击穿电压与所述mosfet器件的电源电压的差值(vdb-vdd)分为n等份，每份为d；

将(n-1)*d作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb；

其中，n为自然数。

作为一种可选的实施方式，还包括，依据在所述不同体偏下的曲线测试获得的测试数据进行所述mosfet器件模型参数提取。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明做一详细说明。

步骤1：测试mos器件的漏体结特性，获得击穿电压vdb，确定vbb,其值小于vdb-vdd。

步骤2：确定第1)项测试中vbs最大值为vdd。

步骤3：确定第2)项测试中vbs最大值为vbb。

步骤4：按照上述步骤确定的电压进行1)2)3)4)项的测试。

步骤5：依据步骤4获得的测试数据进行mosfet参数提取。

特别指出的是，上述方法步骤不一定按照顺序执行，只要能实现本发明的目的，任何步骤上的改变都应在本发明的权利要求保护范围内。

以下以某一5v工艺pmos为例，并参照附图2、3，对本发明的技术方案及其技术效果做进一步详细说明。

步骤1：测试mos器件的漏体结击穿电压为7.5v，vdb-vdd＝2.5v，确定vbb为2v。

步骤2：确定第1)项测试中vbs最大为5v。

步骤3：确定第2)项测试中vbs最大为2v。

步骤4：按照上述步骤确定的电压进行1)2)3)4)项的测试。

步骤5：依据步骤4获得的测试数据进行mosfet参数提取。

图2为采用传统测试方法测试前后器件特性对比；

图3为采用本专利测试方法测试前后器件特性对比。

通过图2和图3的对比可以看出，本专利提供的方法能保证器件特性不受影响，保证测试数据的正确性，同时由于第1)项测试中vbs最大取5v，也保证了衬偏数据的完整性，保证了衬偏相关参数提取的准确性。

实施例2

如图1所示，本实施例提供一种用于mosfet器件模型参数提取的装置，包括：

电压获取单元11，用于获取在不同体偏下的曲线测试中采用的电压；

曲线测试单元12，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行不同体偏下的曲线测试，获得测试数据；

参数提取单元13，用于根据所述曲线测试单元获得的测试数据进行所述mosfet器件模型参数提取。

作为一种可选的实施方式，所述电压获取单元，包括：

第一电压获取模块，用于获得所述mosfet器件的漏体结击穿电压vdb；

第二电压获取模块，用于确定一个小于所述第一电压获取模块获得的漏体结击穿电压vdb与该器件电源电压vdd的差值的电压，作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb；

第三电压获取模块，用于确定将所述电源电压vdd作为体偏为所述第二电压获取模块获取的体端偏置电压vbb下的线性区转移曲线测试中的体与源之间的电压vbs的最大值；

第四电压获取模块，用于确定将所述第二电压获取模块获取的体端偏置电压vbb作为该体偏vbb下的饱和区转移曲线测试中的体与源之间的电压vbs的最大值。

作为一种可选的实施方式，所述曲线测试单元包括：

第一测试模块，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行不同体偏下的线性区转移曲线测试，获得测试数据；

第二测试模块，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行不同体偏下的饱和区转移曲线测试，获得测试数据；

第三测试模块，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行体偏为0的不同栅压下的输出曲线测试，获得测试数据；

第四测试模块，用于根据所述电压获取单元确定的电压进行体偏为vbb的不同栅压下的输出曲线测试，获得测试数据。

作为一种可选的实施方式，所述第二电压获取模块，包括：

计算模块，用于将所述第一电压获取模块获得的漏体结击穿电压vdb与所述mosfet器件的电源电压vdd的差值(vdb-vdd)分为n等份，每份为d；

体端偏置电压确定模块，用于计算获得(n-1)*d作为所述mosfet器件的曲线测试的体端偏置电压vbb；

其中，n为自然数。

由上述实施例可见，本发明产生的有益效果是：本发明实施例提供了用于mosfet器件模型参数提取的测试方法，通过测试mos器件的漏体结特性，获得击穿电压vdb，确定vbb,其值小于vdb-vdd；vbb的确定保证了器件特性不受影响，保证了测试数据的准确性。确定第1)项测试中vbs最大值为vdd；保证了电压测试范围的完整性，有利于体效应参数的提取。确定第2)项测试中vbs最大值为vbb。由此确定的电压进行1)2)3)4)项的测试，解决了现有技术中存在不能够兼顾既可以全面提取衬偏效应参数又不影响器件参数提取结果的技术问题，确保mos器件测试结果正确又兼顾体效应参数提取。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。