一种基于查表法的半导体器件的建模方法和系统的制作方法_3

文档序号:8905318阅读:来源:国知局
体器件的漏极,S40为半导体器件的源极,假设当图4所述的半导体器件为图3的半导体器件时,那么相对应的,半导体器件的栅极G40为端口 Ρ2,半导体器件的漏极D40为端口Ρ1,半导体器件的源极S40为端口 Ρ3。
[0077]在此,半导体器件的查表模型可以在ADS(先进设计系统,Agilent AdvancedDesign System)中使用DAC (数据访问组件,Data Access Component)来建立,由于本步骤是根据之前获取的本征仿真数据和寄生仿真数据进行建立查表模型,其计算量小,仿真时间短。
[0078]已知在步骤Slll中对半导体单胞器件进行了不同测试条件下的测试,并得到了相应的测试条件下的测试数据,那么将半导体单胞器件的本征仿真数据和寄生仿真数据组合成一个ctj格式的文档,ADS通过半导体单胞器件的变量索引可以方便地通过查表来获得由至少一个半导体单胞器件组成的半导体器件在不同测试条件下的测试数据。
[0079]本步骤通过将预先得到的半导体器件的本征仿真数据和寄生仿真数据进行简单地叠加,得到半导体器件的查表模型,解决了现有技术中大尺寸半导体器件建模时,仿真时间多、仿真数据多和布局复杂度高的问题,减少了半导体器件建模过程中的仿真运算数据量、缩短了半导体器件建模过程中的仿真运算时间、降低了半导体器件建模过程中的仿真中的器件布局复杂度。
[0080]本发明实施例一提供的基于查表法的半导体器件的建模方法通过根据半导体单胞器件的本征数据得到的半导体器件的本征仿真数据以及获取的半导体器件的寄生仿真数据,建立半导体器件查表模型,大大减少了半导体器件建模过程中的仿真运算数据量;大大缩短了半导体器件建模过程中的仿真运算时间;大大降低了半导体器件建模过程中的仿真中的器件布局复杂度。
[0081]实施例二
[0082]实施例一是对本发明最基本的描述,由于半导体器件是由多个半导体单胞器件组成,因此半导体器件尺寸较大,而实际工作时,大尺寸的半导体器件内每个半导体单胞器件所处的条件不是完全相同的,因此在建模过程中应该考虑半导体器件内的分布效应。为了精确模拟大尺寸的半导体器件,需要建立考虑分布效应的半导体器件的查表模型。通常大尺寸半导体器件内分布效应有多种,在此具体建立考虑温度分布效应的查表模型。该建模方法,包括:
[0083]步骤S210、根据至少一个半导体单胞器件的本征数据,获取由至少一个所述半导体单胞器件组成的半导体器件的本征仿真数据。
[0084]在本步骤中,通过将至少一个半导体单胞器件通过不同的连线方式连接可组成半导体器件。
[0085]其中,优选地,所述半导体单胞器件为增强型的双极结型晶体管、场效应晶体管或双极型晶体管;或者所述半导体单胞器件为耗尽型的双极结型晶体管、场效应晶体管或双极型晶体管。
[0086]对于步骤S210,优选的其具体实施过程包括:
[0087]S211、对所述半导体单胞器件进行不同测试条件下的测试,以得到相应测试条件下的测试数据。
[0088]不同的测试条件可以为半导体单胞器件的测试环境或其他客观条件,测试是指半导体单胞器件处于其中任意一种测试条件下时,根据半导体单胞器件仿真过程中需要用到的数据类型来决定半导体单胞器件的测试方法。
[0089]S212、去除所述测试数据中的寄生参量,得到所述半导体单胞器件的本征数据。
[0090]如上所述,寄生参量可能由引线、金属焊盘和器件版图等引起,因此去除测试数据中的寄生参量,就是将半导体单胞器件的测试数据中由结构或引线等硬件部分引起的半导体单胞器件特性的变化量去除,仅剩余半导体单胞器件本征的特性数据。
[0091]S213、根据所述半导体单胞器件的本征数据,建立所述半导体单胞器件的本征部分的查表模型。
[0092]优选地,本步骤的优选的实施过程具体为:根据所述半导体单胞器件在不同环境温度的本征数据,建立所述半导体单胞器件不同温度的查表模型。
[0093]其过程具体可以解释为:由于多个半导体单胞器件组成的半导体器件在实际工作时,功率较大,半导体器件的温度分布效应严重,每个半导体单胞器件的实际工作环境温度不一样,通常表现为中间半导体单胞器件等效环境温度高,边缘半导体单胞器件环境温度接近实际环境温度。为了精确地模拟工作在外界环境中的半导体器件,在此根据半导体器件的实际外界环境,建立半导体器件的温度模型,半导体器件中每个单胞器件工作时的等效环境温度由温度函数T = f(Rth, T0)计算,其中T为等效环境温度,Rth为与半导体单胞器件在半导体器件中所处位置有关的热阻,Ttl为半导体器件实际工作环境温度。
[0094]此外,此函数的建立通常在建立查表模型前,其具体过程是,首先测量不同实际环境温度下半导体器件的温度分布,得到不同位置的温度数值,然后根据每个单胞器件所处位置的温度拟合得到温度函数T = f(Rth, T0)。仿真时,即可根据每个半导体单胞器件的温度函数推导出等效的工作环境温度,然后查表时选择相应温度的数据。
[0095]半导体单胞器件的本征部分的查表模型可以在ADS中使用DAC来建立,在此将不同温度条件下得到的已去除寄生参量的测试数据组合成一个caj格式文档,ADS通过温度变量索引可以方便地通过查表来获得半导体单胞器件在不同温度条件下的测试数据。
[0096]S214、组合至少一个所述半导体单胞器件,仿真以获取到由至少一个所述半导体单胞器件组成的半导体器件的本征仿真数据。
[0097]如上所述,已知半导体单胞器件的查表模型中加入了温度模型,研宄组合而成的半导体器件的温度分布效应,根据半导体单胞器件的温度分布和已有的以半导体器件工作时环境温度为基准的半导体单胞器件温度索引函数,那么在某一环境温度时,温度索引函数可以明确半导体器件内不同位置处单胞器件的温度。因此根据半导体单胞器件的查表模型的数据,仿真建立半导体器件在不同温度下的本征仿真数据。
[0098]此外,在ADS建模中,使用半导体单胞器件按照一定的连线方法组合成半导体器件本征部分之后,半导体器件中增加了与每个半导体单胞器件相对应的温度控制变量,其数值通过给定环境温度和半导体单胞器件在半导体器件中所处的位置信息使用温度索引函数得到,如果温度控制变量数值变化,与之相对应的半导体单胞器件的温度将随之变化。
[0099]步骤S220、获取所述半导体器件的寄生仿真数据。
[0100]如上所述,已知获取了半导体器件的本征仿真数据,那么优选地,在获取所述半导体器件的寄生仿真数据之前,根据半导体器件的加工工艺和设计版图,仿真所述半导体器件的寄生结构,依次获取半导体器件的寄生仿真数据。
[0101]步骤S230、根据所述半导体器件的本征仿真数据和寄生仿真数据,建立所述半导体器件的查表模型。
[0102]优选地,建立所述半导体器件的查表模型还包括:根据半导体器件的温度分布效应,获得所述半导体器件中的半导体单胞器件的温度函数,建立所述半导体器件包含温度模型的查表模型。
[0103]如上所述,已知半导体器件的本征仿真数据和寄生仿真数据,根据半导体器件的温度分布效应,获得半导体器件中的半导体单胞器件的温度函数,那么相应的根据本征仿真数据和寄生仿真数据建立所述半导体器件包含温度模型的查表模型,该查表模型考虑了半导体器件内的温度分布效应。
[0104]此外,已知在本实施例中,至少一个半导体单胞器件组成了半导体器件,那么,优选地,所述半导体器件的栅宽为所述半导体单胞器件的栅宽的整数倍。
[0105]本发明实施例二在考虑了半导体器件的温度分布效应的基础上,通过根据半导体单胞器件的本征数据得到的半导体器件的本征仿真数据以及获取的半导体器件的寄生仿真数据,建立半导体器件包含温度模型的查表模型,能够根据实际工作中半导体器件的温度分布效应建立模型,大大减少了半导体器件建模过程中的仿真运算数据量;大大缩短了半导体器件建模过程中的仿真运算时间;大大降低了半导体器件建模过程中的仿真中的器件布局复杂度。
[0106]实施例三:
[0107]图5给出了本发明实施例三提供的基于查表法的半导体器件的建模系统的结构图。该建模系统包括:本征仿真数据获取模块310、寄生仿真数据获取模块320和模型建立模块330。
[0108]其中,本征仿真数据获取模块310用于根据至少一个半导体单胞器件的本征数据,获取由至少一个半导体单胞器件组成的半导体器件的本征仿真数据;寄生仿真数据获取模块320用于
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