專利名稱：雙極型晶體管工藝偏差模型參數(shù)的在線測試及提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的測試方法，具體涉及一種雙極型晶體管工藝偏差模
型參數(shù)的在線測試及提取方法。
背景技術(shù)：
目前業(yè)界多采用Gummel-Poon模型對雙極型晶體管(BJT)件進行建模。其中飽和 電流的工藝偏差模型一般采用傳輸飽和電流(IS)和正向電流發(fā)射系數(shù)(NF)兩個參數(shù)來調(diào) 節(jié)。 該Gummel-Poon模型對雙極型晶體管(BJT)件提取工藝偏差模型參數(shù)的方法，一 般是在發(fā)射極電流(Ie)為1微安，基極電壓和集電極電壓等于零(Vb = Vc = OV)時，直接 測試基極電壓與發(fā)射極電壓差(Vbe)的浮動范圍，再通過軟件擬合的方法來推算IS和NF 的范圍(如圖l所示)。在模型計算中，IS和NF共同作用來調(diào)節(jié)Vbe的值，因此這種方法 不能十分準(zhǔn)確地得出IS和NF的具體范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙極型晶體管工藝偏差模型參數(shù)的在線 測試及提取方法，它能夠更加準(zhǔn)確地提取IS和NF的工藝偏差模型參數(shù)，使BJT器件模型具 有更強的物理性。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明雙極型晶體管工藝偏差模型參數(shù)的在線測試及提取 方法的技術(shù)解決方案為 采用以下步驟測試及提取飽和電流的工藝偏差模型參數(shù) 第一步，將Gummel plot的測試回路中的基極與集電極短接，參考電平射極電壓 Ve為0 ; 第二步，使基極電壓與發(fā)射極電壓差Vbe從O. l伏掃描至0.8伏，選取其中任意兩 個或多個點，測試其對應(yīng)的集電極電流Ic值； 第三步，取各點的集電極電流Ic的對數(shù)值，推導(dǎo)出線性函數(shù)Y = AX+B ;其中X代 表Vbe值，Y代表Ic的對數(shù)值； 第四步，根據(jù)所推導(dǎo)的線性函數(shù)Y = AX+B，選取兩點坐標(biāo)計算出線性函數(shù)Y = AX+B中的A和B值； 第五步，根據(jù)IS二 10B，NF^^^，求出IS和 的值； 其中IS代表傳輸飽和電流，NF代表正向電流發(fā)射系數(shù)，VT = 26mV， Log(e)= 0. 434 ; 第六步，在線進行全硅片測試得到IS和NF的工藝偏差范圍； 第七步，把實際測試得到的IS和NF的范圍應(yīng)用到雙極型晶體管BJT的模型文件中。
本發(fā)明可以達到的技術(shù)效果是 本發(fā)明通過直接測試集電極電流-基極電壓坐標(biāo)曲線(Gummel plot)來得到IS 和NF的具體值，通過全硅片測試來得到IS和NF的范圍，從而更加準(zhǔn)確地提取IS和NF的 工藝偏差模型參數(shù)，使BJT器件模型具有更強的物理性。 本發(fā)明通過在線測試Gummel plot，根據(jù)IS和NF的定義編寫程序來求得IS和NF 模型參數(shù)，再通過全硅片(Full m即ping)測試得到IS和NF的工藝偏差范圍。這一方法可 以非常直觀地對模型參數(shù)的工藝偏差范圍進行監(jiān)測，從而能夠使BJT電流的工藝偏差模型 更加準(zhǔn)確。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明 圖1是現(xiàn)有技術(shù)測試Vbe的電路示意圖； 圖2是Gummel plot的測試回路的示意圖； 圖3是本發(fā)明在線測試得出的集電極電流-基極電壓曲線圖； 圖4是本發(fā)明在線測試得出的集電極電流對數(shù)值_基極電壓曲線圖。 圖中，BJT雙極型晶體管，IS傳輸飽和電流，NF正向電流發(fā)射系數(shù)，Ie發(fā)射極電
流，Vb基極電壓，Vc集電極電壓，Vbe基極電壓與發(fā)射極電壓差，Ve參考電平射極電壓，Ic
集電極電流。
具體實施例方式
本發(fā)明雙極型晶體管工藝偏差模型參數(shù)的在線測試及提取方法，采用 Gummel-Poon模型對雙極型晶體管(BJT)件進行建模，并采用IS和NF來測試飽和電流的工 藝偏差模型參數(shù)。 第一步，將Gummel plot的測試回路中的基極與集電極短接(如圖2所示)，參考 電平射極電壓(Ve)為0。 第二步，使基極電壓與發(fā)射極電壓差(Vbe)從O. l伏掃描至0.8伏，選取其中任意 兩個或多個點，測試其對應(yīng)的集電極電流(Ic)值。如當(dāng)Vbe分別為0. 5V和0. 7V時(也可 以多測幾個電壓點)，測試集電極電流(Ic)值。測試得出的集電極電流-基極電壓數(shù)據(jù)如 圖3所示。 第三步，取集電極電流(Ic)的對數(shù)值放入Ic-Vbe坐標(biāo)中，集電極電流對數(shù)值-基 極電壓曲線如圖4所示，該曲線近似一次線性函數(shù)。 通過測試的各點坐標(biāo)推導(dǎo)出線性函數(shù)Y = AX+B。其中X為Vbe值，Y為Ic的對數(shù)值。 第四步，根據(jù)在線測試方法中推導(dǎo)的線性函數(shù)Y = AX+B，選取兩點坐標(biāo)計算出線 性函數(shù)Y = AX+B中的A和B值。 在忽略正向工作大注入?yún)^(qū)電流的影響下，BJT的飽和電流公式為
<formula>formula see original document page 4</formula>

"g(/c)二丄og(/S)+(^^)丄og(。式卜2
其中VT = 26mV， Log(e) = 0. 434 由公式1-2得IS = 10B 式1-3
NF二^^式卜4 碼工、 第五步，根據(jù)Gummel-Poon BJT的飽和電流公式推出的結(jié)論，即IS = 10B，
^t"^，求出工S和NF的值。
第六步，采用以上方法在線進行全硅片測試得到IS和NF的工藝偏差范圍。
第七步，把實際測試得到的IS和NF的范圍應(yīng)用到BJT的模型文件中。
其中第三步、第四步和第五步可通過編寫在線測試程序得出。
權(quán)利要求
一種雙極型晶體管工藝偏差模型參數(shù)的在線測試及提取方法，采用Gummel-Poon模型對雙極型晶體管件進行建模，其特征在于采用以下步驟測試及提取飽和電流的工藝偏差模型參數(shù)第一步，將Gummel plot的測試回路中的基極與集電極短接，參考電平射極電壓Ve為0；第二步，使基極電壓與發(fā)射極電壓差Vbe從0.1伏掃描至0.8伏，選取其中任意兩個或多個點，測試其對應(yīng)的集電極電流Ic值；第三步，取各點的集電極電流Ic的對數(shù)值，推導(dǎo)出線性函數(shù)Y＝AX+B；其中X代表Vbe值，Y代表Ic的對數(shù)值；第四步，根據(jù)所推導(dǎo)的線性函數(shù)Y＝AX+B，選取兩點坐標(biāo)計算出線性函數(shù)Y＝AX+B中的A和B值；第五步，根據(jù)IS＝10B，求出IS和NF的值；其中IS代表傳輸飽和電流，NF代表正向電流發(fā)射系數(shù)，VT＝26mV，Log(e)＝0.434；第六步，在線進行全硅片測試得到IS和NF的工藝偏差范圍；第七步，把實際測試得到的IS和NF的范圍應(yīng)用到雙極型晶體管BJT的模型文件中。F200810043930XC0000011.tif
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極型晶體管工藝偏差模型參數(shù)的在線測試及提取方法，其特征在于所述第三步、第四步和第五步通過編寫在線測試程序得出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙極型晶體管工藝偏差模型參數(shù)的在線測試及提取方法。該方法將Gummel plot的測試回路中的基極與集電極短接，參考電平射極電壓為0；使基極電壓與發(fā)射極電壓差從0.1伏掃描至0.8伏，選取其中任意兩個或多個點，測試其對應(yīng)的集電極電流值；取各點的集電極電流的對數(shù)值，推導(dǎo)出線性函數(shù)Y＝AX+B，計算出線性函數(shù)Y＝AX+B中的A和B值；求出模型參數(shù)IS和NF的值；在線進行全硅片測試可得到IS和NF的工藝偏差范圍。本發(fā)明通過在線測試IS和NF的具體值及工藝偏差范圍，使BJT器件工藝偏差模型具有更強的物理性。
文檔編號G06F17/50GK101739471SQ200810043930
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者周天舒, 蔡描 申請人:上海華虹Nec電子有限公司