[发明专利]一种集成电路用三端电阻阻值的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子器件仿真领域，具体来说，涉及一种集成电路用三端电阻阻值的测量方法。

背景技术

电阻是集成电路中的一种重要的半导体器件，在集成电路领域被广泛的应用。通常集成电路工程上用的电阻仿真都是使用的两端电阻模型，该模型拟合参数很少，提模过程简单，但是其不考虑衬底偏压对于电阻阻值的影响。使用两端电阻模型的电阻仿真方法虽然简单但是很不精确，因此两端电阻模型的电阻仿真方法不能很好的指导集成电路设计与仿真。

另外，早在2007年，国际紧凑模型委员会（compact model council）就发布了一种集成电路用三端电阻的物理模型R3_cmc，该模型基于三端电阻的物理特性，考虑了电阻的自热效应、速度饱和、统计变化等的影响。R3_cmc是一种非线性的紧凑电阻模型，其电阻阻值随电阻三端所加电压、几何尺寸的变化都呈现出非线性特性。但是，基于R3_cmc模型的电阻仿真方法没有被业界广泛使用，其原因是：1、R3_cmc具有90多个参数，使得电阻的仿真过程过于复杂繁琐；2、R3_cmc模型不能很好的同时拟合好不同尺寸的三端电阻。因此，已有的基于R3_cmc模型的集成电路用三端电阻的仿真方法虽然比较精确但是过于复杂，也不能有效的在工程上应用。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种集成电路用三端电阻阻值的测量方法，该测量方法简单有效，可以解决现有集成电路工程上基于三端电阻物理模型R3_cmc的仿真方法过于复杂且对尺寸拟合度差的问题。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种集成电路用三端电阻阻值的测量方法，该测量方法包括以下步骤：

步骤10)建立集成电路用三端电阻的宏模型：该宏模型为一个含有源端、漏端和衬底端三个端口的电路，其中，在源端与漏端之间连接一个电阻，在源端与衬底端之间和在漏端与衬底端之间分别连接一个寄生二极管，该宏模型构成一个三端电阻；

步骤20）构建集成电路用三端电阻的测试结构：按照步骤10）建立的集成电路用三端电阻的宏模型，构建集成电路用三端电阻的测试结构，该测试结构包括不同尺寸的三端电阻，以及不同尺寸的、与三端电阻在同一道工艺下完成的、且与三端电阻的寄生二极管具有相同结构的二极管；

步骤30）建立二极管测试数据文件和三端电阻测试数据文件：按照步骤20）中构建的集成电路用三端电阻的测试结构，制作成芯片，然后测试该芯片中的二极管和三端电阻的电学特性，形成二极管测试数据文件和三端电阻测试数据文件；

步骤40）建立集成电路用三端电阻的交流特性的模型：在提模软件中，首先选择模型类型为二极管模型，提模软件根据二极管模型自动生成二极管仿真曲线，然后载入步骤30）得到的二极管测试数据文件，提模软件依据二极管测试数据文件形成二极管测试曲线；接着调整二极管模型中的模型参数，改变二极管仿真曲线，直至二极管仿真曲线与二极管测试曲线拟合得到的均方根误差小于二极管拟合设定值，最后保存二极管模型的模型参数，该二极管模型的模型参数为集成电路用三端电阻的交流特性的模型；

步骤50）建立集成电路用三端电阻的直流特性的模型：

步骤501）对三端电阻阻值进行温度、尺寸、衬底偏压的修正，建立三端电阻直流特性的模型文件；

tempc＝temper-25                        （式1）

teff＝1+tc1×tempc+tc2×tempc²          （式2）

式中，tc1表示温度的一阶拟合参数，tc2表示温度的二阶拟合参数，temper表示三端电阻的测试温度，tempc表示三端电阻测试温度与室温的差值，temper和tempc的单位均为摄氏度，teff表示温度对三端电阻阻值的影响系数；其中，tc1和tc2是三端电阻直流特性的模型中的模型参数；