多指状晶体管的电阻计算方法及多指状晶体管的仿真方法与流程

本申请涉及半导体集成电路的技术领域，具体而言，涉及一种多指状晶体管的电阻计算方法及多指状晶体管的仿真方法。

背景技术：

晶体管是半导体集成电路中一种重要的半导体器件，它在集成电路工艺领域中被广泛的应用。为了预测晶体管器件在其所处的环境中的性能和可靠性，需要对晶体管进行仿真。器件仿真在集成电路设计中具有非常重要的作用，它可大大缩短产品的设计生产周期、提高产品的成品率以及节省成本等。

多指状晶体管通常由多个晶体管组成，即多指状晶体管包括依次设置的多个栅极，以及设置于各栅极的两侧的源极和漏极，且源极和漏极依次间隔设置。多指状晶体管的源漏饱和电流(Ids)随着源漏极的电阻宽度和栅极的个数的增加而呈非线性减少。因此，目前现有技术中还没有计算多指状晶体管的源极方块电阻(nrs)和漏极方块电阻(nrd)的方法，从而导致无法准确地对晶体管进行仿真。

技术实现要素：

本申请旨在提供一种多指状晶体管的电阻计算方法及多指状晶体管的仿真方法，以准确地计算多指状晶体管的源极方块电阻和漏极方块电阻。

为了实现上述目的，本申请提供了一种多指状晶体管的电阻计算方法，该多指状晶体管包括依次设置的多个栅极，以及设置于各栅极的两侧的源极和漏极，且源极和漏极依次间隔设置，其特征在于，多指状晶体管包括nf个栅极，多指状晶体管在平行于栅极的延伸方向上的源漏电阻宽度为w，nf≥2，且该电阻计算方法包括以下公式：nrd＝Ld/nf/w，其中，nrd为多指状晶体管的漏极方块电阻，Ld为各漏极在垂直于栅极的延伸方向上的电阻长度之和；以及nrs＝Ls/nf/w，其中，nrs为多指状晶体管的源极方块电阻，Ls为各源极在垂直于栅极的延伸方向上的电阻长度之和。

进一步地，nf为偶数，多指状晶体管包括nf/2个漏极和nf/2+1个源极，且位于所有栅极的外侧的两个源极的电阻长度分别为sa和sb，相邻栅极之间的电阻长度为sd，计算方法包括以下公式：Ld＝(nf/2×sd)，且nrd＝(nf/2×sd)/nf/w＝sd/(2w)；Ls＝sa+sb+(nf/2-1)×sd，且nrs＝(sa+sb+(nf/2-1)×sd)/nf/w。

进一步地，nf≥4，且sa＝sb。

进一步地，nf为奇数，位于所有栅极的外侧的漏极的电阻长度为sb，位于所有栅极的外 侧的源极的电阻长度为sb，相邻栅极之间的电阻长度为sd，计算方法包括以下公式：Ld＝(nf-1)/2*sd+sa，且nrd＝((nf-1)/2*sd+sa)/nf/w；Ls＝(nf-1)/2*sd+sb，且nrs＝((nf-1)/2*sd+sa)/nf/w。

进一步地，nf≥3，且sa＝sb。

进一步地，该计算方法还包括利用漏极方块电阻和源极方块电阻计算多指状晶体管的源漏电阻的步骤。

本申请还提供了一种多指状晶体管的仿真方法，包括采用多指状晶体管的漏极方块电阻和多指状晶体管的源极方块电阻对多指状晶体管的源漏饱和电流和多指状晶体管的源漏电压之间的关系曲线进行仿真的步骤，其特征在于，多指状晶体管的漏极方块电阻和多指状晶体管的源极方块电阻由本申请提供的电阻计算方法计算获得。

进一步地，采用Spice软件进行仿真。

进一步地，仿真处理的步骤中，栅极电压为0.5～1.2V。

进一步地，多指状晶体管的制程为40nm或28nm。

应用本申请的技术方案，本申请提供的多指状晶体管的电阻计算方法包括以下公式：nrd＝Ld/nf/w，以及nrs＝Ls/nf/w，利用该公式能够准确地计算多指状晶体管的源极方块电阻和漏极方块电阻，从而实现准确地对晶体管进行仿真的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请一种优选实施方式所提供的多指状晶体管的电阻计算方法中，多指状晶体管的剖面结构示意图；

图2示出了本申请另一种优选实施方式所提供的多指状晶体管的电阻计算方法中，多指状晶体管的剖面结构示意图；以及

图3示出了本申请实施方式所提供的多指状晶体管的仿真方法的仿真结果图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中还没有计算多指状晶体管的源极方块电阻(nrs)和漏极方块电阻(nrd)的方法，从而导致无法准确地对晶体管进行仿真。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种多指状晶体管的电阻计算方法，该多指状晶体管包括依次设置的多个栅极，以及设置于各栅极的两侧的源极和漏极，且源极和漏极依次间隔设置，且多指状晶体管包括nf个栅极，多指状晶体管在平行于栅极的延伸方向上的源漏电阻宽度为w，nf≥2，且该电阻计算方法包括以下公式：nrd＝Ld/nf/w，其中，nrd为多指状晶体管的漏极方块电阻，Ld为各漏极在垂直于栅极的延伸方向上的电阻长度之和；以及nrs＝Ls/nf/w，其中，nrs为多指状晶体管的源极方块电阻，Ls为各源极在垂直于栅极的延伸方向上的电阻长度之和。

本申请提供的多指状晶体管的电阻计算方法包括以下公式：nrd＝Ld/nf/w，以及nrs＝Ls/nf/w，利用该公式能够准确地计算多指状晶体管的源极方块电阻和漏极方块电阻，从而实现准确地对晶体管进行仿真的目的。

下面将更详细地描述本申请提供的多指状晶体管的电阻计算方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员

上述电阻计算方法中，nf可以为偶数或奇数，且当nf为偶数或奇数时电阻计算方法的公式有所不同。在一种优选的实施方式中，如图1所示，nf为偶数，多指状晶体管包括nf/2个漏极和nf/2+1个源极，且位于所有栅极的外侧的两个源极的电阻长度分别为sa和sb，相邻栅极之间的电阻长度为sd，计算方法包括以下公式：Ld＝(nf/2×sd)，且nrd＝(nf/2×sd)/nf/w＝sd/(2w)；Ls＝sa+sb+(nf/2-1)×sd，且nrs＝(sa+sb+(nf/2-1)×sd)/nf/w。其中，优选地，nf≥4，且sa＝sb。需要注意的是，nf为偶数时，多指状晶体管还可以包括nf/2个源极和nf/2+1个漏极。

在另一种优选的实施方式中，如图2所示，nf为奇数，位于所有栅极的外侧的漏极的电阻长度为sb，位于所有栅极的外侧的源极的电阻长度为sb，相邻栅极之间的电阻长度为sd，计算方法包括以下公式：Ld＝(nf-1)/2*sd+sa，且nrd＝((nf-1)/2*sd+sa)/nf/w；Ls＝(nf-1)/2*sd+sb，且nrs＝((nf-1)/2*sd+sa)/nf/w。优选地，nf≥3，且sa＝sb。当然，本申请提供的技术方案并不仅限于上述优选例。

在利用上述电阻计算方法获得漏极方块电阻和源极方块电阻之后，还可以利用漏极方块电阻和源极方块电阻计算多指状晶体管的源漏电阻的步骤。其具体的计算方法为本领域的现有技术，在此不再赘述。

同时，本申请还提供了一种多指状晶体管的仿真方法，包括采用多指状晶体管的漏极方块电阻和多指状晶体管的源极方块电阻对多指状晶体管的源漏饱和电流和多指状晶体管的源漏电压之间的关系曲线进行仿真的步骤，其中多指状晶体管的漏极方块电阻和多指状晶体管的源极方块电阻由本申请提供的电阻计算方法计算获得。由于利用本申请提供的电阻计算方法能够准确地计算多指状晶体管的源极方块电阻和漏极方块电阻，从而使得对晶体管进行仿真的结果更加精确。

下面将进一步描述根据本申请提供的多指状晶体管的仿真方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员

上述仿真方法中，可以采用本领域中常见的仿真软件进行仿真。在一种优选的实施方式中，采用Spice软件进行仿真。Spice(simulation program with integrated circuit emphasis)是一款通用的集成电路仿真软件，由美国加州大学伯克利分校于1972年开发。随后，版本不断更新，功能不断增强和完善。1988年Spice被定为美国国家工业标准。它可以对众多元器件进行仿真分析。在提取晶体管Spice模型的过程中，一般需提取适用于不同仿真格式的模型。

同时，在仿真处理的步骤中，栅极电压可以根据实际需求进行设定，优选地，栅极电压为0.5～1.2V。另外，多指状晶体管的制程可以为本领域中常见的制程，例如小于60nm。优选地，多指状晶体管的制程为40nm或28nm，且发明人已经采用本申请提供的仿真方法对制程为40nm或28nm的多指状晶体管进行了仿真，仿真结果如图3所示。

图3中，非连续的点为测试结果，而连续的线条为仿真结果。从图3可以看出，在不同的栅极电压(0.5V/0.75V/0.90V/1.10V/1.12V0)的条件下，已经采用本申请提供的仿真方法对多指状晶体管进行仿真的结果与实际测试结果基本吻合，说明采用本申请提供的仿真方法能够准确地对晶体管进行仿真。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：本申请提供的多指状晶体管的电阻计算方法包括以下公式：nrd＝Ld/nf/w，以及nrs＝Ls/nf/w，利用该公式能够准确地计算多指状晶体管的源极方块电阻和漏极方块电阻，从而实现准确地对晶体管进行仿真的目的。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。