片上电容的建模方法与流程

1.本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种片上电容的建模方法。


背景技术：

2.集成电路设计的成功依赖对器件的准确建模，结合器件测量结果与物理特性提供覆盖全局尺寸并能预测的模型一直是业内不断努力克服的难题。由于器件设计者对器件尺寸的选择无法在建模初期预料，并且建模工程师无法使用无限大的测量和设计代价进行建模，因此模型的可预测性和准确性往往成为需要权衡的两个方面。同时，对于诸多参数的相互影响的特点，建模工程师往往容易出现相同方法论的前提下提取出不同模型的结果，因此一个基于物理效应且具有很好表征能力的模型一直是业界的需求。
3.现今常用的集成电路片上电容器的建模方法主要是分为以下两种，一种是基于器件结构的物理建模方法，缺点是需要复杂的器件内部参数，不利于仿真和实验验证。另一种是基于数学公式的数学建模方法，都无法精确表征电容随版图尺寸参数的变化特征。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，提供一种准确的片上电容建模方法。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种片上电容的建模方法，所述电容为插指电容，包括如下步骤：提取主电容拟合系数，并计算主电容；提取拐角电容拟合系数，并计算拐角电容；提取边缘寄生电容拟合系数，并计算边缘寄生电容；提取版图寄生电容；反馈验证。
6.本发明针对集成电路片上电容器的物理特性结合数学公式建立细致提取流程，提供可靠的器件建模方法和模型。
附图说明
7.附图1所示是本发明一具体实施方式的实施步骤示意图。
8.附图2所示是本发明一具体实施方式所采用的插指电容平面图。
9.附图3a至3c所示是本发明一具体实施方式所采用的插指电容的电容模型提取图。
具体实施方式
10.下面结合附图对本发明提供的片上电容的建模方法的具体实施方式做详细说明。
11.附图1所示是本具体实施方式的实施步骤示意图，包括：步骤s11，提取主电容拟合系数，并计算主电容；步骤s12，提取拐角电容拟合系数，并计算拐角电容；步骤s13，提取边缘寄生电容拟合系数，并计算边缘寄生电容；步骤s14，提取版图寄生电容；步骤s15，反馈验证。
12.附图2所示是上述具体实施方式所采用的插指电容平面图，包括第一电极21和第二电极22，中间填充有介质层23。
13.参考步骤s11，提取主电容拟合系数。主电容如附图3a所示，其电容值如下式：
14.c1＝(ca*leff*(n
‑
1))*n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
15.式中：c1表示如图3a所示电容，ca表示主电容拟合系数；n表示版图中叉指个数，leff表示叉指长度。
16.插指n1与插指n2之间的电容占主要贡献部分，与插指n
‑
1之间存在函数关系。插指n1与插指n3之间的电容占次要贡献部分，所以也应当考虑进去。而插指n1与插指n4以及可能存在的插指n5、n6....之间的电容数量级较小，可以忽略不计，所以c1与n之间的关系我们用含二次项的上述公式进行物理与数学结合的方法进行拟合。
17.参考步骤s12，提取拐角电容拟合系数，并计算拐角电容。拐角电容作为电容的第二个组成部分，如附图3b所示，其电容值如下式：
18.c2＝(cb*leff+cc)*(n
‑
2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
19.式中：c2如附图3a所示，用来表示叉指与叉指之间的拐角电容，n表示版图中叉指个数，leff表示叉指长度。首先c2与(n
‑
2)之间存在关系，即n个叉指数，存在n
‑
2个c2电容；cb，cc表示电容拟合系数。
20.参考步骤s13，提取边缘寄生电容拟合系数，并计算边缘寄生电容。边缘寄生电容作为总电容的第三个组成部分，如附图3c所示，其电容值如下：
21.c3＝cd*leff*n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
22.式中：c3如附图3c所示用来表示边缘电容的电容值，即叉指在上下左右边缘存在的寄生电容，cd为边缘电容拟合系数，leff表示叉指长度，n表示叉指个数。由于c3随着叉指个数的增加而线性增加，并且与叉指长度存在线性关系，所以用如上公式来表示这部分的电容。
23.参考步骤s14，提取版图寄生电容。该电容为版图设计时产生的电容寄生效应引起的电容，直接提取即可，记作c4＝c0。
24.上述步骤实施结果进行汇总可以得到总公式：
25.c＝c1+c2+c3+c4
26.＝c0+cd*leff*n+(ca*leff*(n
‑
1))*n+(cb*leff+cc)*(n
‑
2)
27.参考步骤s15，反馈验证。根据上述公式得到的结果与实际的电容值测试结果进行验证，并根据验证结果调整所提取的参数值，使模型更加准确。提取的参数值的方式是将测试数据导入建模提参软件，如mbp等，然后人工或者自动匹配主电容拟合系数、拐角电容、以及边缘电容，按这个顺序依次进行匹配，就可以提取出参数。
28.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。