专利名称：应用于mosfet电学仿真的bsim3 hci可靠性模型的制作方法
技术领域：
本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种应用于热电子注入(Hot Carrier Injection, HCI )可靠性研究的0.35 |a m - 0.5 jli m标准工艺MOSFET的BSIM3集 成电路模拟仿真程序(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, SPICE)仿真模型。
背景技木
考虑到半导体产品质量的重要性以及产品性能与保护带之间所成的反比关 系，可靠性检测对于集成电路设计领域中的设计者来说已经非常必要。当芯片 开始工作，器件的驱动能力将会随工作时间的上升而下降。它的重要指标特性， 例如阈值电压、迁移率等将会随之迁移。电流和电压的过载将加速这种退化， 并导致可靠性问题的产生从而有潜在的电路功能失效的危险。因此， 一种具有 精确可靠性模型参数的SPICE模型不仅能够在可靠性工程师总结出的失效标准 基础上评估器件的寿命，而且能够像普通SPICE模型为集成电路设计工程师预 测未工作过的器件电学特性一样预测一定偏压条件下经过加压过程之后的器件 电学特性。通过将可靠性参数嵌入SPICE模型平台建立的可靠性模型，可以对 设计好的电路进行可靠性分析和仿真，从而减少整个芯片设计制造的风险并从 而降低成本，并进一步最大化设计产品的性能和极小化设计产品的保护带，加 速时序收敛，避免可靠性问题。
在可靠性研究中，HCI是引起器件退化的最主要因素之一。而BSIM3模型 是目前业界对0.35 um至0.5 jam标准工艺MOSFET进行建模应用最广泛的模 型，BSIM3模型较为成熟而复杂度非常高，需要较大篇幅进行描述，具体请参 看BSIM3模型手册(BSIM3 Manual )。在BSIM3 SPICE模型基础上建立HCI 可靠性模型完全符合目前业界最近广泛提倡的DFR (Design For Reliability)理 念，无论对于提高集成电路产品的可靠性进而提升成品率亦或是降低整个芯片
4设计的风险与成本而言都意义重大。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种0.35 n m - 0.5jim标准工艺MOSFET 的BSIM3HCI的可靠性才莫型，其具有清晰的物理意义及高度的准确性，能够对 一定偏压条件下不同偏压时间的MOSFET电学特性进行模拟。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种应用于MOSFET电学仿真的 BSIM3HCI可靠性模型,该模型提供了根据偏压条件下的MOSFET施加偏压时 间计算晶体管受HCI效应影响退化后输出特性的方法，其中BSIM3 ^f莫型具有7 个标准参数零Vbs情况下长沟道阈值电压Vth0、阈值电压一阶体效应因子Kl 、 零偏电场下迁移率p 0、迁移率衰减体效应因子JLt c、体硅电荷效应的沟道长度 调制参数A0、体硅电荷效应的栅偏压调制参数Ags和体珪电荷效应的体硅偏压 调制参数Keta:
在标准BSIM3模型基础上考虑了其受热载流子退化效应影响并随施加偏 压时间发生变化的情况，通过增加相应参数在零偏压时间下的初值和相应参数 随偏压时间变化的调制因子，对7个标准BSIM3模型参数进行重新定义，使本 模型能精确描述随着工作时间的延长器件特性的变化情况，上述调制因子包括 以偏压时间为变量的幂函数系数、幂函数指数以及对数函数系数。
进一步的，所述调制因子包括Vth0。表示零Vbs情况下长沟道阈值电压 Vth0在零偏压时间下的初值;Vthhen表示Vth0的HCI退化函数第 一幂函数系数； Vthhei2表示Vth0的HCI退化函数第二幂函数系数；Vthhdp。wl表示Vth0的HCI 退化函数第一幂函数指数;Vthheip。w2表示Vth0的HCI退化函数第二幂函数指数； Vthi^。g表示Vth0的HCI退化函数对数函数系数；K"表示Kl在零偏压时间下 的初值；Klhci表示Kl的HCI退化函数线性系数；^00表示p0在零偏压时间下 的初值；(iOhd表示(i0的HCI退化函数第一幂函数系数；|10^2表示的HCI 退化函数第二幂函数系数；p0hcip。wi表示W的HCI退化函数第一幂函数指数； p0hci,2表示的HCI退化函数第二幂函数指数；p()M。g表示fiO的HCI退化函 数对数函数系数；(ac 。表示(ic在零偏压时间下的初值；|ichcil表示的HCI退 化函数线性系数；网hci2表示tic的HCI退化函数二次项系数；AOo表示AO在零偏压时间下的初值；A0hcu表示AO的HCI退化函数第一幕函数系数；八0^2表
示AO的HCI退化函数第二幂函数系数；AOhcip。wl表示AO的HCI退化函数第一
幂函数指数；A0hci，2表示AO的HCI退化函数第二幂函数指数；AOM。g表示
AO的HCI退化函数对数函数系数；Agso表示Ags在零偏压时间下的初值；Agshci
表示Ags的HCI退化函数幂函数系数；Agshcip。w表示Ags的HCI退化函数幂函
数指数；Ags础。g表示Ags的HCI退化函数对数函数系数；Ketao表示Keta在零
偏压时间下的初值；Ketahci表示Keta的HCI退化函数幂函数系数；Ketahdp。w表
示Keta的HCI退化函数幂函数指数；Keta^。g表示Keta的HCI退化函数对数函
数系数，其中Stresstime表示器件被施加偏压的时间。
进一步的，所述的零Vbs情况下长沟道阈值电压VthO由以下公式决定
VthO = Vth00 +Vthhcil * Stresstime vthhdp。wl +Vthhci2 * StresstimeVWlcipow2 +Vthhcil。g * ln(Stresstime)
进一步的，所述的阈值电压一阶体效应因子K1由以下7〉式决定 Kl = K10 + Klhci * Stresstime。
进一步的，所述的零偏电场下迁移率pO由以下^^式决定
^0= pO。 +nOhcil审Stresstime幽iP。w1 + nOto2 * Stresstime,—2 +jiOhdl。g * In(Stresstime)。
进一步的，所述的迁移率衰减体效应因子由以下^^式决定 (ic= jxcO+ j_ichcil*Stresstime+jxchd2*Stresstime2。
进一步的，所述的体硅电荷效应的沟道长度调制参数AO由以下公式决定 AO-AO。 + AOhcil *StresstimeA°hcipowl +AOhci2 * StresstimeAOhcipow2 + AOhcilog * ln(Stresstime)
进一步的，所述的体硅电荷效应的栅偏压调制参数Ags由以下公式决定 Ags = AgsO + Agshci * StresstimeAgshcipow + Agshcilog * ln(Stresstime)。 进一步的，所述的体硅电荷效应的体珪偏压调制参数Keta由以下公式决定 Keta = KetaO + Ketahci * StresstimeKetahcipow + Ketahcilog * ln(Stresstime)。 进一步的，所述的MOSFET包括0.35 y m - 0.5 M m标准工艺的MOSFET 本发明对0.35ym-0.5nm标准工艺MOSFET电学特性受施加偏压时间影 响的特性进行了表述，在BSIM3 SPICE模型平台中添力d了 7个模型参数受热载 流子退化效应影响，随施加偏压时间发生变化的公式以及相关的31个可靠性模 型参数，与传统BSIM3模型相结合构筑了 0.35|am-0.5 jam标准工艺MOSFET
6电学特性随施加偏压的时间增大而退化的数学模型以对不同偏压时间下0.35 ju m - 0.5 p m标准工艺MOSFET电学特性进行仿真，使对0.35 n m - 0.5 (J m标准 工艺MOSFET HCI效应进行可靠性设计成为可能，大大降低集成电路设计的风 险与成本。先前技术的BSIM3模型不存在热载流子退化效应^^式，仅限于针对 静态的器件描述。并不能描述随着工作时间的延长器件特性的变化。加入热载 流子相关公式之后，本发明的BSIM3模型就可以应用于可靠性方面的器件模拟。
通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具 体结构特征和优点。其中，附图为
图1为BSIM3 HCI可靠性模型的结构框图。
图2为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的Vth0参 数数值，与采用本发明提出的Vth0公式对Vth0参数提取值进行曲线拟合后的 Vth0仿真数值的对照曲线。
图3为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的Kl参数 数值，与采用本发明提出Kl公式对K1参数提取值进行曲线拟合后的Kl仿真数 值的对照曲线。
图4为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的参数 爿f直的对照曲线。
图5为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的pc参数 数值，与采用本发明提出jxc公式对nc参数提取值进行曲线拟合后的pc仿真数 值的对照曲线。
图6为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的AO参数 值的对照曲线。
图7为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的Ags参 数数值与采用本发明提出Ags公式对Ags参数提取值进行曲线拟合后的Ags仿 真数值对照曲线。图8为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的Keta参 数数值与采用本发明提出Keta公式对Keta参数提取值进行曲线拟合后的Keta 仿真数值对照曲线。
图9为对MOSFET施加偏压10秒后所提取BSIM3模型的idvd仿真曲线与 施压偏压10秒~ 50000秒下MOSFET的测量曲线对照图。
图10为对MOSFET提取本发明所提出BSIM3 HCI可靠性模型后的10秒~ 50000秒下idvd仿真曲线与施压偏压10秒~ 50000秒下MOSFET的测量曲线对 照图。
具体实施例方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
本发明提供一种0.35 |iin - 0.5nm标准工艺MOSFET的BSIM3 HCI的可靠 性模型，其具有清晰的物理意义及高度的准确性，能够对一定偏压条件下不同 偏压时间的MOSFET电学特性进行模拟。
以下将以实例对如何应用本发明的0.5 jum标准工艺MOSFET的BSIM3 HCI可靠性模型作进一步的详细描述。
请参考图1,图1为BSIM3 HCI可靠性模型的结构框图。如图1所示，本 发明的0.5 jum标准工艺MOSFET的BSIM3 HCI可靠性模型由7个BSIM3 SPICE模型参数受热载流子退化效应影响，随施加偏压时间发生变化的公式以 及相关的31个可靠性模型参数嵌入BSIM3 SPICE模型平台构成。其中，7个 BSIM3 SPICE模型参数为零Vbs情况下长沟道阈值电压Vth0、阈值电压一阶 体效应因子Kl、零偏电场下迁移率|i0、迁移率衰减体效应因子jxc、体硅电荷 效应的沟道长度调制参数A0、体硅电荷效应的栅偏压调制参数Ags和体硅电荷 效应的体硅偏压调制参数Keta。本发明较佳实施例的主要用途在于利用7个 BSIM3 SPICE参数计算公式和31个BSIM3 HCI可靠性参数计算不同施加偏压 时间下Vth0、 Kl、 一、 pc、 A0、 Ags、 Keta的具体数值，进而通过这些参数在 不同施加偏压时间下的数值结合BSIM3 SPICE模型平台对MOSFET的电学特性 进行仿真。而31个可靠性模型参数包括器件被施加偏压的时间Stresstime;零 Vbs情况下长沟道阈值电压Vth0在零偏压时间下的初值Vth0Q, Vth0的HCI退化函数第一幂函数系数Vthhcil， Vth0的HCI退化函数第二幂函数系数Vthhci2, Vth0 的HCI退化函数第一幂函数指数Vthhcip。w， VthO的HCI退化函数第二幂函数指
数Vthheip。w2， Vth0的HCI退化函数对数函数系数VthheU。g;阈值电压一阶体效应
因子Kl在零偏压时间下的初值Klo， Kl的HCI退化函数线性系数Klhci;零 偏电场下迁移率pO在零偏压时间下的初值^0的HCI退化函数第一幂函数
系数p0hcu， )!0的HCI退化函数第二幂函数系数^0hei2， pO的HCI退化函数第一
幂函数指数^iOhcip。wl， 的HCI退化函数第二幂函数指数nOhcip。w2， nO的HCI 退化函数对数函数系数pOhcil。g;迁移率衰减体效应因子在零偏压时间下的初 值o, 的HCI退化函数线性系数nchcil, 的HCI退化函数二次项系数fichci2; 体硅电荷效应的沟道长度调制参数AO在零偏压时间下的初值A0Q， AO的HCI 退化函数第一幂函数系数A0hcil, AO的HCI退化函数第二幂函数系数A0tei2, AO的HCI退化函数第一幂函数指数A0heip。wl， AO的HCI退化函数第二幂函数 指数A0heip。w2, AO的HCI退化函数对数函数系数A0hdl。g;体珪电荷效应的栅 偏压调制参数Ags在零偏压时间下的初值Agso, Ags的HCI退化函数幂函数系 数Agshd， Ags的HCI退化函数幂函数指数Agsheip。w， Ags的HCI退化函数对 数函数系数Agshcil。g; Keta在零偏压时间下的初值Ketao, Keta的HCI退化函数 幂函数系数Ketahci， Keta的HCI退化函数幂函数指数Ketahdp。w， Keta的HCI 退化函数对数函数系数Ketahdl。g。
首先，使用BSIM3 SPICE模型对0.5 iim标准工艺长为lO(im ,宽为0.5pm 的MOSFET进行测量，再进行BSIM3模型参数提取。得到该器件包括VthO、 Kl、 p0、 pc、 A0、 Ags、 Keta在内的所有传统BSIM3 SPICE模型参数数值。
再请参考图2,图2为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下 提取的VthO参数数值，与采用本发明提出的VthO公式对VthO参数提取值进行 曲线拟合后的VthO仿真数值的对照曲线。其纵坐标为VthO参数数值，横坐标 Stime为施加偏压的时间Stresstime的数值。进一步地，如图2所示，对0.5nm 标准工艺长为10|im ,宽为0.5pm的MOSFET,施加Vds=6V, Vgs-2.8V的偏 压，在Stress time为IO秒、20秒、50秒、100秒、200秒、500秒、1000秒、 2000秒、5000秒、10000秒、20000秒、50000秒时对其进行测量，并使用传统 BSIM3 SPICE ;f莫型对其进行参数提取，得到在这12个不同施加偏压时间下的VthO参数数值。采用本发明较佳实施例提出的VthO公式根据VthO参数提取数 值随Stress time变化的曲线进行曲线拟合，并提取出Vth0o、 Vthhcil、 Vthhci2、 Vthhdp。wl、 Vthhdp。w2、 Vthhc一的数值。其中所述的零Vbs情况下长沟道阈值电压 VthO由以下 >式决定
VthO = Vth00 +Vthhcil *StresstimeVthhcip。wl +Vthhci2 *Stresstimevtthcipow2 + Vth^一 * ln(Stresstime)
再请参考图3,图3为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下 提取的K1参数数值，与采用本发明提出K1公式对K1参数提取值进行曲线拟合 后的Kl仿真数值的对照曲线。其纵坐标为K1参数数值，横坐标Stime为施加 偏压的时间Stresstime的数值。如图3所示，对同样MOSFET施加同样偏压， 在12个不同施加偏压时间下提取的Kl参数数值，与采用本发明较佳实施例提 出K1公式对K1参数提取值进行曲线拟合，提取出Klo、 Klbci的数值。其中所 述的阈值电压一阶体效应因子K1由以下公式决定
Kl = Kl0+ Klhci * Stresstime
请参考图4，图4为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提 取的piO参数数值，与采用本发明提出公式对参数提取值进行曲线拟合后 的nO仿真数值的对照曲线。其纵坐标为jaO参数数值，横坐标Stime为施加偏压 的时间Stresstime的数值。如图4所示，对同样MOSFET施加同样偏压，在12 个不同施加偏压时间下提取的 一 参数数值，与采用本发明较佳实施例提出n0
公式对参数提取值进行曲线拟合，提取出p00、 H0hcil、 ^0hci2、 |l0hcip。wl、 一hcipow2、
1^0hcu。g的数值。其中所述的零偏电场下迁移率由以下y〉式决定
HO = nO。 + pOhdl * Stresstime11,1^1 + nOh。。 * Stresstime*^—w2 + n。hcil。g * ln(Stresstime) 请
参考图5,图5为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的 参数数值，与采用本发明提出pc公式对nc参数提取值进行曲线拟合后的pc仿 真数值的对照曲线。其纵坐标为参数数值，横坐标Stime为施加偏压的时间 Stresstime的数值。如图5所示，对同样MOSFET施加同样偏压，在12个不同 施加偏压时间下提取的pc参数数值，与采用本发明较佳实施例提出nc公式对pc
参数提取值进行曲线拟合，提取出Wo、 ^lChcil、 tiChci2的数值。其中所述的迁移率
衰減体效应因子由以下公式决定
[xc- [xc0+ (iChCii*Stresstime+(ichci2*Stresstime2
10再请参考图6,图6为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下 提取的A0参数数值，与采用本发明提出A0公式对AO参数提取值进行曲线拟合 后的AO仿真数值的对照曲线。其纵坐标为AO参数数值，横坐标Stime为施加 偏压的时间Stresstime的数值。如图6所示，对同样MOSFET施加同样偏压， 在12个不同施加偏压时间下提取的AO参数数值，与采用本发明较佳实施例提 出AO公式对AO参数提取值进行曲线拟合，提取出A00、 A0hcil、 A0hci2、 A0hcip。wl、 A0hdp。w2、 A0滅。g的数值。其中所述的体硅电荷效应的沟道长度调制参数AO由 以下公式决定
A0 = A0。 + A0hdl *StresstimeA°hdp°wl + A0hd2 * StresstimeA°hcipow2 +A0hcil。g * ln(Stresstime)
请参考图7，图7为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下提取的 Ags参数数值与采用本发明提出Ags公式对Ags参数提取值进行曲线拟合后的 Ags仿真数值对照曲线。其纵坐标为Ags参数数值，横坐标Stime为施加偏压的 时间Stresstime的数值。如图7所示，对同样MOSFET施加同样偏压，在12个 不同施加偏压时间下提取的Ags参数数值，与采用本发明较佳实施例提出Ags 公式对Ags参数提取值进行曲线拟合，提取出AgSo、 Agshci、 Agshcipow、 Agshcilog 的数值。其中所述的体硅电荷效应的栅偏压调制参数Ags由以下公式决定 Ags = Ags0 + Agshci * StresstimeAgshcip0W + Agsheil。g * ln(Stresstime) 再请参考图8，图8为对MOSFET施加偏压，在12个不同施加偏压时间下 提取的Keta参数数值与采用本发明提出Keta公式对Keta参数提取值进行曲线 拟合后的Keta仿真数值对照曲线。其纵坐标为Keta参数数值，横坐标Stime为 施加偏压的时间Stresstime的数值。如图8所示，对同样MOSFET施加同样偏 压，在12个不同施加偏压时间下提取的Keta参数数值，与采用本发明较佳实施 例提出Keta公式对Keta参数提取值进行曲线拟合，提取出Ketao、 Ketahci、 Ketahcip。w、 Ketahci,。g的数值。其中所述的体硅电荷效应的体硅偏压调制参数Keta 由以下^〉式决定
Keta = Ketao + Ketahci * StresstimeKetahcip0W+ Ketahcilog * ln(Stresstime) 最后请参考图9和图10，图9为对MOSFET施加偏压10秒后所提取BSIM3 模型的idvd仿真曲线与施压偏压10秒~ 50000秒下MOSFET的测量曲线对照 图。图10为对MOSFET提取本发明所提出BSIM3HCI可靠性模型后的10秒~50000秒下idvd仿真曲线与施压偏压10秒~ 50000秒下MOSFET的测量曲线对照图。进一步地，将在以上步骤所获得的所有BSIM3HCI可靠性模型参数数值代入模型进行仿真。如图IO所示，获得10秒、20秒、50秒、100秒、200秒、500秒、1000秒、2000秒、5000秒、10000秒、20000秒、50000秒时的BSIM3HCI可靠性才莫型idvd仿真曲线与测量曲线对照图。与图9所示的对MOSFET在施加偏压10秒后所提取传统BSIM3 SPICE模型的idvd仿真曲线与施压偏压10秒-50000秒下MOSFET的测量曲线对照图。由图可知，传统BSIM3 SPICE模型无法表述MOSFET特性随施压时间明显变化的现象。而本模型能够对此进行精确的表述，最终实现了 Stress Time可变的BSIM3SPICE模型。经本模型仿真计算得到的各施压时间下MOSFET的仿真数据与实际测量数据吻合得很好。使对0.35-0.5 um标准工艺MOSFETHCI效应进行可靠性设计成为可能，大大降低集成电路设计的风险与成本。先前技术的BSIM3模型不存在热载流子退化效应公式，仅限于针对静态的器件描述。并不能描述随着工作时间的延长器件特性的变化。加入热载流子相关公式之后，本发明的BSIM3模型就可以应用于可靠性方面的器件模拟。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
1权利要求
1. 一种应用于MOSFET电学仿真的BSIM3HCI可靠性模型，该模型提供了根据偏压条件下的MOSFET施加偏压时间计算晶体管受HCI效应影响退化后输出特性的方法，其中BSIM3模型具有7个标准参数零Vbs情况下长沟道阈值电压Vth0、阈值电压一阶体效应因子K1、零偏电场下迁移率μ0、迁移率衰减体效应因子μc、体硅电荷效应的沟道长度调制参数A0、体硅电荷效应的栅偏压调制参数Ags和体硅电荷效应的体硅偏压调制参数Keta，其特征在于在标准BSIM3模型基础上考虑了其受热载流子退化效应影响并随施加偏压时间发生变化的情况，通过增加相应参数在零偏压时间下的初值和相应参数随偏压时间变化的调制因子，对7个标准BSIM3模型参数进行重新定义，使本模型能精确描述随着工作时间的延长器件特性的变化情况，上述调制因子包括以偏压时间为变量的幂函数系数、幂函数指数以及对数函数系数。
2. 根据权利要求1所述的BSIM3 HCI可靠性模型，其特征在于所述调制因子包括VthOo表示零Vbs情况下长沟道阈值电压Vth0在零偏压时间下的初值；Vthhen表示VthO的HCI退化函数第一幂函数系数；Vthhci2表示Vth0的HCI退化函数第二幂函数系数;Vthhdp。wl表示VthO的HCI退化函数第一幂函数指数；Vthhei,2表示VthO的HCI退化函数第二幂函数指数；Vth^。g表示VthO的HCI退化函数对数函数系数；K1。表示K1在零偏压时间下的初值；K1m表示Kl的HCI退化函数线性系数；iiOo表示在零偏压时间下的初值；一heu表示的HCI退化函数第一幂函数系数；p0hci2表示W的HCI退化函数第二幂函数系数；H0hcip。wi表示ptO的HCI退化函数第一幂函数指数；^0hcip。w2表示的HCI退化函数第二幂函数指数；iLiOhca。g表示)aO的HCI退化函数对数函数系数；o表示pc在零偏压时间下的初值；ncheii表示pc的HCI退化函数线性系数；|1(^2表示的HCI退化函数二次项系数；AOo表示AO在零偏压时间下的初值；A0hcil表示AO的HCI退化函数第一幂函数系数；A0hei2表示AO的HCI退化函数第二幂函数系数；A0hcip。wl表示AO的HCI退化函数第一幂函数指数；A0heip。w2表示AO的HCI退化函数第二幂函数指数；A0hca。g表示AO的HCI退化函数对数函数系数；Agso表示Ags在零偏压时间下的初值；Ags^表示Ags的HCI退化函数幂函数系数；AgShei,表示Ags的HCI退化函数幂函数指数；AgSM。g表示Ags的HCI退化函数对数函数系数；Ketao表示Keta在零偏压时间下的初值；Ketahci表示Keta的HCI退化函数幂函数系数；Ketahcip。w表示Keta的HCI退化函数幂函数指数；Ketai^。g表示Keta的HCI退化函数对数函数系数，其中Stresstime表示器件被施加偏压的时间。
3. 根据权利要求2所述的BSIM3HCI可靠性模型，其特征在于所述的零Vbs情况下长沟道阈值电压Vth0由以下/^式决定Vth0 = VthO。 +Vthhcil * Stresstime働—w' +Vthhci2 * Stresstime Vthhcipow2 +Vthhcil。g * ln(Stresstime)
4. 根据权利要求2所述的BSIM3HCI可靠性模型，其特征在于所述的阈值电压一阶体效应因子K1由以下爿>式决定Kl = Kl0+ Klhci* Stresstime。
5. 根据权利要求2所述的BSIM3HCI可靠性模型，其特征在于所述的零偏电场下迁移率由以下^^式决定H0 = p0。 +p0hcil承Stresstime一c—1 +nOhcl2 * Stresstime傘',2 +h0Mos * ln(Stresstime)
6. 根据权利要求2所述的BSIM3HCI可靠性模型，其特征在于所述的迁移率衰减体效应因子由以下公式决定j_ic= |xc0+ (ichcil*Stresstime+|ichci2* Stresstime 。
7. 根据权利要求2所述的BSIM3 HCI可靠性模型，其特征在于所述的体硅电荷效应的沟道长度调制参数AO由以下公式决定A0 = A0Q +A0hcil * StresstimeAOhcipowl +A0hci2 * StresstimeA0hcipow2 + A0hcilog * ln(Stresstime)
8. 根据权利要求2所述的BSIM3HCI可靠性模型，其特征在于所述的体硅电荷效应的栅偏压调制参数Ags由以下公式决定Ags = Ags0 + Agshci * StresstimeAgshcipow+Agshcil。g * ln(Stresstime)。
9. 根据权利要求2所述的BSIM3HCI可靠性模型，其特征在于所述的体硅电荷效应的体硅偏压调制参数Keta由以下公式决定Keta = Ketao + Ketahci * StresstimeKetahcipow+ Ketahdiog * ln(Stresstime)。
10. 根据权利要求1所述的BSIM3 HCI可靠性模型，其特征在于所述的MOSFET包括0.35 p m - 0.5 |i m标准工艺的MOSFET。
全文摘要
本发明提供一种应用于MOSFET电学仿真的BSIM3 HCI可靠性模型，该模型提供了根据偏压条件下的MOSFET施加偏压时间计算晶体管受HCI效应影响退化后输出特性的方法在标准BSIM3模型基础上考虑了其受热载流子退化效应影响并随施加偏压时间发生变化的情况，同时重定义了7个标准BSIM3模型参数零Vbs情况下长沟道阈值电压Vth0、阈值电压一阶体效应因子K1、零偏电场下迁移率μ0、迁移率衰减体效应因子μc、体硅电荷效应的沟道长度调制参数A0、体硅电荷效应的栅偏压调制参数Ags和体硅电荷效应的体硅偏压调制参数Keta。
文档编号G06F17/50GK101464919SQ20081020497
公开日2009年6月24日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者铮 任, 逸 唐, 王星拱, 石艳玲, 胡少坚 申请人:上海集成电路研发中心有限公司;华东师范大学