一種mosvar的建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及IC器件提參建模領(lǐng)域，尤其涉及一種MOSVAR的建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，射頻（RF)電路的研究引起了廣泛的重視。采用標(biāo)準(zhǔn) CMOS工藝實(shí)現(xiàn)壓控振蕩器（VCO)是實(shí)現(xiàn)RF CMOS集成收發(fā)機(jī)的關(guān)鍵。過(guò)去的VCO電路大 多采用反向偏壓的變?nèi)荻O管作為壓控器件，然而在用實(shí)際工藝實(shí)現(xiàn)電路時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)變?nèi)?二極管的品質(zhì)因數(shù)通常都很小，這將影響到電路的性能，于是人們便嘗試采用其他可以用 CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的器件來(lái)代替一般的變?nèi)荻O管，MOSVAR(M0S變?nèi)莨埽┍銘?yīng)運(yùn)而生了。構(gòu)建 合適的MOSVAR模型對(duì)其進(jìn)行仿真也成為本領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要工作。
[0003] MOS管與MOSVAR在結(jié)構(gòu)上具有高度相似性，如果把MOS管的注入反型，也就是說(shuō) 把PMOS的源漏注入由P+換為N+，那么PMOS就變成了 M0SVAR。結(jié)構(gòu)的相似性決定了有可 能根據(jù)MOS管的模型構(gòu)建MOSVAR模型。
[0004] PSP的MOSVAR模型是目前發(fā)布的比較有影響力的MOSVAR模型，是一種基于表 面勢(shì)的MOAVAR模型，根據(jù)器件的表面勢(shì)來(lái)求得其它電學(xué)參數(shù)。但是由于PSP模型與工業(yè) 界常用的BS頂模型存在較大差異，因此在工業(yè)界使用并不多，各個(gè)代工廠基本都有自己的 M0SVAR，一般都是以子電路的形式建立MOSVAR模型。而現(xiàn)有的模型基本反映的是MOSVAR 的高頻特性，而低頻特性沒(méi)有得到很好的表現(xiàn)，并且比較復(fù)雜

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了有效的解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種以BS頂模型為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單易行的 MOSVAR建模方法。該方法包括：
[0006] a)將MOS管的源端和漏端浮空，構(gòu)建只包含柵端和體端MOSVAR模型；
[0007] b)將BISMM0S管的模型參數(shù)代入MOSVAR模型中；
[0008] c)提取MOSVAR的邊緣電容參數(shù)，并將其代入模型中。
[0009] 其中，在步驟a)中，將MOS管的源端和漏端浮空的方法為：子電路中MOS管的源端 和漏斷不與其他任何點(diǎn)相連。
[0010] 其中，在步驟b)中，引用的BISMM0S管的模型參數(shù)包括MOS管的所有參數(shù)。
[0011] 其中，在步驟c)中，MOSVAR的邊緣電容參數(shù)由對(duì)MOSVAR進(jìn)行測(cè)試后，在測(cè)試數(shù)據(jù) 的基礎(chǔ)上提取模型參數(shù)獲得。
[0012] 其中，在步驟c)之后還包括步驟d):對(duì)MOSVAR管的柵氧厚度進(jìn)行微調(diào)。
[0013] 本發(fā)明提出了一種基于BISM MOS模型的MOSVAR模型，該模型以本領(lǐng)域中常用的 BISM模型為基礎(chǔ)，比PSP的MOSVAR模型更加簡(jiǎn)單易行，使用更加方便。相比于目前常用的 子電路MOSVAR模型，本發(fā)明能很好的表現(xiàn)MOSVAR的高頻特性和低頻特性，仿真結(jié)果更加準(zhǔn) 確。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它 特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
[0015] 圖1為本發(fā)明提供的MOSVAR建模方法流程圖；
[0016] 圖2 (a)和圖2 (b)分別為MOSFET和MOSVAR的二維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3為本專(zhuān)利提出的MOSVAR模型子電流示意圖。
[0018] 圖4為PSP的的MOSVAR模型仿真結(jié)果；
[0019] 圖5為本專(zhuān)利提出的MOSVAR模型仿真結(jié)果；
[0020] 圖6為PSP的MOSVAR模型仿真結(jié)果與測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比；
[0021] 圖7為本專(zhuān)利提出的MOSVAR模型仿真結(jié)果與測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比。
[0022] 附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施 例作詳細(xì)描述。
[0024] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0025] 下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn) 化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本發(fā)明。
[0026] 本發(fā)明提供了一種MOSVAR建模方法，下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn) 行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027] 現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)MOSVAR的建模方法主要有兩種，一種是PSP的MOSVAR模型，該模型 是目前發(fā)布的比較有影響力的MOSVAR模型，根據(jù)器件的表面勢(shì)來(lái)求得其它電學(xué)參數(shù)。但 是由于PSP模型與工業(yè)界常用的BS頂模型存在較大差異，因此在工業(yè)界使用并不多。另一 種模型為子電路模型，，并且實(shí)際中每個(gè)工廠所采用的模型都存在一定的差異，而且一般都 比車(chē)父復(fù)雜。。
[0028] 參考圖1，圖1示出了本發(fā)明提供的MOSVAR建模方法流程圖。首先，將MOS管的 源端和漏端浮空，構(gòu)建只包含柵端和體端MOSVAR模型。圖2(a)和（b)分別示出了 MOSFET 與MOSVAR的二維結(jié)構(gòu)圖，可以看出，二者在結(jié)構(gòu)上具有高度相似性，如果把MOS管的注入反 型，也就是說(shuō)把PMOS的源漏注入由P+換為N+，使源端與漏端的摻雜類(lèi)型與襯底相同，那么 PMOS就變成了 M0SVAR。結(jié)構(gòu)的相似性決定了有可能根據(jù)MOS管的模型構(gòu)建MOSVAR模型， 這也是本發(fā)明提出的建模方法的依據(jù)所在。
[0029] 從器件結(jié)構(gòu)的角度考慮，MOS管存在柵端、源端、漏端、體端四個(gè)端口，而MOSVAR具 有柵端和體端兩個(gè)端口。將MOS管的源與漏兩端浮空（即通過(guò)源漏與體端的同型注入，把 體端從源漏引出來(lái)）即可形成MOSVAR結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，在MOSVAR結(jié)構(gòu)中不存在源漏，柵端下 方的區(qū)域都是體端。因此源漏端浮空，只存在柵端和體端MOSFET與MOSVAR是比較類(lèi)似的， 其差異就在于沒(méi)有考慮邊緣電容，如圖2(b)中柵端與體端的交叉處所示。
[0030] 因此，對(duì)于之前構(gòu)建出的只包含柵端和體端的MOSVAR模型，只需將BS頂MOS管的 模型參數(shù)代入MOSVAR模型中，并提取MOSVAR的邊緣電容參數(shù)并將其代入模型中，即可得到 完整的MOSVAR模型。具體的，我們可以以MOS管模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建子電路模型，并且使子電 路中MOS管的源端和漏斷不與其他任何點(diǎn)相連，實(shí)現(xiàn)源漏區(qū)浮空，之后在子電路里加上邊 緣電容C ft的相關(guān)參數(shù)，從而得到MOSVAR的器件模型，該模型的子電流示意圖如圖3所示。 此處的邊緣電容根據(jù)MOSVAR的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行提取得到。
[0031] 下面將結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0032] 首先，將標(biāo)準(zhǔn)BS頂MOS器件模型上述模型中的源端和漏端浮空，并加入邊緣電容， 得到基于BS頂?shù)腗OSVAR模型，如下所述：
[0033]
[0034] 上述代碼中的第二行：（· subcktmosvar g b W = le_6L = le_6)以及第五行（mid g s bpmos w = w I = 1)用于實(shí)現(xiàn)源漏區(qū)的浮空，第六行（Clg b cf)用來(lái)實(shí)現(xiàn)加入邊緣電 容。其中，MOSVAR的邊緣電容參數(shù)由對(duì)實(shí)際的MOSVAR器件進(jìn)行測(cè)試后，在測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 上提取模型參數(shù)獲得。最后，可對(duì)MOSVAR模型的柵氧厚度以及其他參數(shù)進(jìn)行選擇性微調(diào)， 用來(lái)提高精度。
[0035] 模型中的pmos為正常mos管的模型，只需要在pmos模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際測(cè)量 的MOSVAR的數(shù)據(jù)提取邊緣電容C fJ即代碼中的cfrw)即可。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，可以 采用nmos作為基礎(chǔ)模型，同樣可以構(gòu)建出基于BS頂模型的MOSVAR模型。
[0036] 圖4和圖5分別為PSP的MOSVAR模型以及本專(zhuān)利提出的MOSVAR模型仿真結(jié)果， 其中capl、cap2、cap3、cap4分別為1Ηz、10Ηζ、100Ηζ、1000Ηζ下電容隨電壓變化的曲線，可 以看出本專(zhuān)利提出的MOSVAR模型體現(xiàn)了 MOSVAR的頻率特性，與PSP的MOSVAR起到了相同 的效果。
[0037] 圖6和圖7分別為PSP的MOSVAR模型以及本專(zhuān)利提出的MOSVAR模型仿真結(jié)果與 測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比，誤差都小于5%。
[0038] 本發(fā)明提出了一種基于BISM MOS模型的MOSVAR模型，該模型以本領(lǐng)域中常用的 BISM模型為基礎(chǔ)，比PSP的MOSVAR模型更加簡(jiǎn)單易行，使用更加方便。相比于目前常用的 子電路MOSVAR模型，本發(fā)明能很好的表現(xiàn)MOSVAR的高頻特性和低頻特性，仿真結(jié)果更加準(zhǔn) 確。
[0039] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種MOSVAR的建模方法，包括： a) 將MOS管的源端和漏端浮空，構(gòu)建只包含柵端和體端MOSVAR模型； b) 將BISMM0S管的模型參數(shù)代入MOSVAR模型中； c) 提取MOSVAR的邊緣電容參數(shù)，并將其代入模型中。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟a)中，將MOS管的源端和漏端浮空的方法 為：使子電路中MOS管的源端和漏斷不與其他任何點(diǎn)相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟b)中，引用的BISMM0S管的模型參數(shù)包括 MOS管的所有參數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟c)中，MOSVAR的邊緣電容參數(shù)由對(duì)實(shí)際 的MOSVAR器件進(jìn)行測(cè)試后，在測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提取模型參數(shù)獲得。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟c)之后還包括步驟d):對(duì)MOSVAR管的柵 氧厚度進(jìn)行微調(diào)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種MOSVAR的建模方法，包括：a)將MOS管的源端和漏端浮空，構(gòu)建只包含柵端和體端MOSVAR模型；b)將BISM？MOS管的模型參數(shù)代入MOSVAR模型中；c)提取MOSVAR的邊緣電容參數(shù)，并將其代入模型中。本發(fā)明以本領(lǐng)域中常用的BISM模型為基礎(chǔ)，比PSP的MOSVAR模型更加簡(jiǎn)單易行，使用更加方便。相比于目前常用的子電路MOSVAR模型，本發(fā)明能很好的表現(xiàn)MOSVAR的高頻特性和低頻特性，仿真結(jié)果更加準(zhǔn)確。
【IPC分類(lèi)】G06F17/50
【公開(kāi)號(hào)】CN105045999
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510425236
【發(fā)明人】卜建輝, 羅家俊, 韓鄭生
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日