本發(fā)明涉及集成電路器件的版圖臨近效應(yīng)模型，特別是涉及一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型及其提取方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,CMOS工藝器件制造工藝已經(jīng)發(fā)展到了納米級，目前最小尺寸已經(jīng)縮減到20納米，而且10納米的研發(fā)已經(jīng)提上日程。在亞微米器件時(shí)代(Lg>100納米)，器件的尺寸相對比較大，器件的電學(xué)特性基本上只受它自身的一些物理參數(shù)影響，與它周圍的器件、環(huán)境關(guān)聯(lián)不大；而到了納米時(shí)代(Lg<100納米)，一方面由于器件自身尺寸大大減小，另一方面，在先進(jìn)工藝中為了提高器件載流子的遷移率而引入大量的應(yīng)力增強(qiáng)技術(shù)，這些都導(dǎo)致器件周圍的環(huán)境對器件自身的電學(xué)特性影響越來越大。器件的周圍環(huán)境從版圖上來看就是不同層次、不同器件之間的臨近關(guān)系，這種臨近關(guān)系對器件自身電學(xué)特性的影響統(tǒng)稱為版圖臨近效應(yīng)，即Layout Proximity Effects(LPE)。

當(dāng)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)考慮電路在不同的周邊環(huán)境下的器件性能，對其設(shè)計(jì)時(shí)也是很大幫助的，所以引入一個(gè)精確的模型對于電路設(shè)計(jì)工程師來說，是非常重要的。在原有的版圖臨近效應(yīng)里與陪襯多晶硅(dummy poly)相關(guān)的模型中，通常只考慮了dummy poly與器件溝道(channel)的space的關(guān)系，而對于dummy poly的尺寸方面卻沒有進(jìn)行考慮，但是在先進(jìn)的工藝?yán)?，不同的dummy poly尺寸，使表面覆蓋的薄膜對器件的應(yīng)力影響是有差別的，這就導(dǎo)致了與實(shí)際電路使用情況時(shí)出現(xiàn)一定的偏差。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)版圖臨近效應(yīng)表征模型的建立子程序圖。該版圖臨近效應(yīng)表征模型建立步驟如下：

第一步，設(shè)置模型常數(shù)，以NMOS管為例進(jìn)行說明，子電路模型為nmos_rvt(d g s b)，其中參數(shù)分別為漏極d、源極g、漏極s、襯底b，溝道長l單位為1e-6即1um(1e^-6、10^-6)，溝道寬w單位為1e-6即1um(1e^-6、10^-6)，設(shè)置比例因子scale_mos(默認(rèn)值為0.9)以及陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離psf(較佳值為0.126e-6/0.9).

第二步，設(shè)置模型參數(shù)，第一表征因子f(psf)、第二表征因子f(l,w)以及LPE效應(yīng)引起的閾值電壓偏移量del_vth。

f(psf)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

del_vth＝f(l,w)*f(psf)

w、l分別為MOS管寬、長，psf為陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離，scale_mos為比例因子，A，B，C，alpha，beta，r，D均為比例系數(shù)。

第三步，設(shè)置閾值電壓變化量并進(jìn)行仿真，選擇閾值vth作失配變化量，其初值為

vth0＝0.4+del_vth

最后，代入版圖臨近效應(yīng)表征模型進(jìn)行仿真計(jì)算，圖中表征模型為nrvt nmos。

可見，在現(xiàn)有的版圖臨近效應(yīng)表征模型中，只考慮了dummy poly與器件溝道(channel)的space的關(guān)系，而對于dummy poly的尺寸方面卻沒有進(jìn)行考慮，然而，在先進(jìn)的工藝?yán)?，不同的dummy poly尺寸，使表面覆蓋的薄膜對器件的應(yīng)力影響是有差別的，這就導(dǎo)致了與實(shí)際電路使用情況時(shí)出現(xiàn)一定的偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型及其提取方法，其在原有的版圖臨近效應(yīng)表征模型基礎(chǔ)上，加入了與dummy poly尺寸相關(guān)的函數(shù)，通過調(diào)整與dummy poly尺寸相關(guān)的參數(shù)，可以使得該模型更準(zhǔn)確表征與器件在不同周邊環(huán)境下的特性，從而建立更為精確且更實(shí)用的模型。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型，在原有模型中加入與陪襯多晶硅尺寸相關(guān)的函數(shù)，通過調(diào)整模型中與陪襯多晶硅尺寸相關(guān)的模型參數(shù)，以對該模型進(jìn)行曲線擬合，從而建立更為精確的器件模型。

進(jìn)一步地，所述模型于第一表征因子中引入與dummy poly尺寸相關(guān)的參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述第一表征因子采用如下公式計(jì)算：

f(psf,w_dummy,l_dummy)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)*a_w*

pwr(scale_mos*w_dummy,A_w)*a_l*pwr(scale_mos*l_dummy,A_l)

其中，psf為陪襯多晶硅與柵極之間的距離，scale_mos為比例因子，w_dummy為陪襯多晶硅的寬，l_dummy為陪襯多晶硅的長。

進(jìn)一步地，該所述模型還獲取第二表征因子，該第二表征因子通過如下公式計(jì)算獲得：

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

其中w、l分別為MOS管寬、長，scale_mos為比例因子。

進(jìn)一步地，所述模型中由LPE效應(yīng)引起的閾值電壓偏移量del_vth通過如下公式獲得：

del_vth＝f(l,w)*f(psf,w_dummy,l_dummy)。

進(jìn)一步地，所述適用于各種器件類型的效應(yīng)模型，包括MOS，diode，bjt，Varactor，resistor，MOM。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型的提取方法，包括如下步驟：

步驟一，設(shè)計(jì)LPE模型的器件結(jié)構(gòu)；

步驟二，測量與LPE模型相關(guān)的數(shù)據(jù)；

步驟三，引入與陪襯多晶硅尺寸相關(guān)的函數(shù)，建立LPE模型；

步驟四，調(diào)整所建立的LPE模型的參數(shù)，對與陪襯多晶硅尺寸相關(guān)的LPE模型進(jìn)行曲線擬合；

步驟五，若擬合結(jié)果滿足要求，則對所建立的LPE模型進(jìn)行模型驗(yàn)證。

進(jìn)一步地，于步驟五中，若擬合結(jié)果不滿足要求，則返回步驟四。

進(jìn)一步地，所述LPE與陪襯多晶硅尺寸相關(guān)的函數(shù)如下：

f(psf,w_dummy,l_dummy)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)*a_w*

pwr(scale_mos*w_dummy,A_w)*a_l*pwr(scale_mos*l_dummy,A_l)

其中，psf為陪襯多晶硅與門之間的距離，scale_mos為比例因子，w_dummy為陪襯多晶硅的寬，l_dummy為陪襯多晶硅的長。

進(jìn)一步地，所述模型中由LPE效應(yīng)引起的閾值電壓偏移量del_vth通過如下公式獲得：

del_vth＝f(l,w)*f(psf,w_dummy,l_dummy)

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

其中w、l分別為MOS管寬、長，scale_mos為比例因子。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型及其提取方法，其在原有的版圖臨近效應(yīng)表征模型基礎(chǔ)上，加入了與dummy poly(陪襯多晶硅)尺寸相關(guān)的函數(shù)，通過調(diào)整與dummy poly尺寸相關(guān)的參數(shù)，可以使得該模型更準(zhǔn)確表征與器件在不同周邊環(huán)境下的特性，從而建立更為精確且更實(shí)用的模型，適用于各種器件類型的效應(yīng)模型。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)版圖臨近效應(yīng)表征模型的建立子程序圖；

圖2為本發(fā)明一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型架構(gòu)建立的子程序圖；

圖3為本發(fā)明一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型的提取方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。

圖2為本發(fā)明一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型架構(gòu)建立的子程序圖。本發(fā)明，在原有模型中(只考慮dummy poly與器件溝道(channel)space的關(guān)系的LPE模型)加入與dummy poly尺寸相關(guān)的函數(shù)，通過調(diào)整新的LPE模型中的與dummy poly尺寸相關(guān)的模型參數(shù)，以對其進(jìn)行曲線擬合，從而建立更為精確的器件模型，本發(fā)明可以更加準(zhǔn)確表征器件在不同周圍環(huán)境下的特性，建立更為精準(zhǔn)且實(shí)用性更廣的器件模型。本發(fā)明之通用版圖臨近效應(yīng)表征模型建立過程如下：

第一步，設(shè)置模型常數(shù)，以NMOS管為例進(jìn)行說明，子電路模型為nmos_rvt(d g s b)，其中參數(shù)分別為漏極d、源極g、漏極s、襯底b，溝道長l單位為1e-6即1um(1e^-6、10^-6)，溝道寬w單位為1e-6即1um(1e^-6、10^-6)，設(shè)置比例因子scale_mos(默認(rèn)值為0.9)以及陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離psf(較佳值為0.126e-6/0.9).

第二步，設(shè)置模型參數(shù)，第一表征因子f(psf,w_dummy,l_dummy)、第二表征因子f(l,w)以及LPE效應(yīng)引起的閾值電壓偏移量del_vth。

f(psf,w_dummy,l_dummy)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)*a_w*

pwr(scale_mos*w_dummy,A_w)*a_l*pwr(scale_mos*l_dummy,A_l)

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

del_vth＝f(l,w)*f(psf,w_dummy,l_dummy)

w、l分別為MOS管寬、長，psf為陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離，scale_mos為比例因子，w_dummy為陪襯多晶硅(dummy Poly)的寬，l_dummy為陪襯多晶硅(dummy Poly)的長，A，B，C，alpha，beta，r，D，A_w，A_l，a_w，a_l為比例系數(shù)，pwr是求冪函數(shù)。

第三步，設(shè)置閾值電壓變化量并進(jìn)行仿真，選擇閾值vth作失配變化量，其初值為

vth0＝0.4+del_vth

最后，代入版圖臨近效應(yīng)表征模型進(jìn)行仿真計(jì)算，圖中表征模型為nrvt nmos。

可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中第一表征因子f(psf,w_dummy,l_dummy)的計(jì)算函數(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的不同，其通過引入與dummy poly尺寸相關(guān)的函數(shù)，可以更加準(zhǔn)確表征器件在不同周圍環(huán)境下的特性，建立更為精準(zhǔn)且實(shí)用性更廣的器件模型。

圖3為本發(fā)明一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型的提取方法的步驟流程圖。如圖3所示，本發(fā)明一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型的提取方法，包括如下步驟：

步驟301，設(shè)計(jì)LPE模型的器件結(jié)構(gòu)。

步驟302，利用WAT機(jī)臺(tái)測量與LPE模型相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如包括表征器件性能的閾值電壓、飽和電流等。

步驟303，引入與陪襯多晶硅(dummy poly)尺寸相關(guān)的函數(shù)，建立LPE模型。即：

f(psf,w_dummy,l_dummy)＝A*pwr((psf*scale_mos),alpha)*a_w*

pwr(scale_mos*w_dummy,A_w)*a_l*pwr(scale_mos*l_dummy,A_l)

f(l,w)＝B*pwr((l*scale_mos),beta)+C*pwr((w*scale_mos),r)+D

del_vth＝f(l,w)*f(psf,w_dummy,l_dummy)

其中，w、l分別為MOS管寬、長，psf為陪襯多晶硅(dummy poly)與柵極(gate)之間的距離，scale_mos為比例因子，w_dummy為陪襯多晶硅(dummy Poly)的寬，l_dummy為陪襯多晶硅(dummy Poly)的長，A，B，C，alpha，beta，r，D，A_w，A_l，a_w，a_l為模型抽取時(shí)函數(shù)的比例系數(shù)。

步驟304，調(diào)整所建立的LPE模型的參數(shù)，對與陪襯多晶硅(dummy poly)尺寸相關(guān)的LPE模型進(jìn)行曲線擬合，例如，通過對測量曲線添加趨勢線，使模型仿真出來的點(diǎn)形成的趨勢線的斜率去匹配測量趨勢線斜率，達(dá)到擬合的效果。

步驟305，若擬合結(jié)果滿足要求，則對所建立的LPE模型進(jìn)行模型驗(yàn)證，即，對模型進(jìn)行連續(xù)性、穩(wěn)定性驗(yàn)證，以保證整個(gè)模型的可使用性；否則返回至步驟304。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，以MOS為例，為了表征不同dummy poly陪襯多晶硅)的尺寸對其器件的影響，會(huì)增加設(shè)計(jì)與之相關(guān)的版圖，在增加的設(shè)計(jì)版圖里，要注意包括下面幾點(diǎn)：1.保持dummy poly與器件本身的space不變，2.保持dummy poly的寬度，變化其長度，3.保持dummy poly的長度，變化其寬度，然后根據(jù)該設(shè)計(jì)版圖出來的wafer(晶圓)進(jìn)行測量，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對于常規(guī)模型模擬好后，然后開始調(diào)整與dummy poly尺寸相關(guān)的函數(shù)系數(shù)，這樣就可以得到與dummy poly尺寸相關(guān)的LPE模型，設(shè)計(jì)者可以通過仿真該模型了解器件在不同dummy poly尺寸下的特性情況，在開始設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)⒃撘蛩乜紤]進(jìn)去，這樣就使得該模型更能反映實(shí)際特性。

可見，本發(fā)明一種通用版圖臨近效應(yīng)表征模型及其提取方法，其在原有的版圖臨近效應(yīng)表征模型基礎(chǔ)上，加入了與dummy poly(陪襯多晶硅)尺寸相關(guān)的函數(shù)，通過調(diào)整與dummy poly尺寸相關(guān)的參數(shù)，可以使得該模型可準(zhǔn)確表征與器件在不同周邊環(huán)境下的特性，從而建立更為精確且更實(shí)用的模型，適用于各種器件類型的效應(yīng)模型，例如MOS，diode，bjt，Varactor，resistor，MOM等等。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。