[发明专利]双极型晶体管模型及相应的参数提取方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体参数信息处理领域，尤其涉及一种双极型晶体管模型及相应的参数提取方法。

背景技术

在IC电路设计中，计算机模拟是一个不可缺少的环节。模拟结果与模型参数数值的精度有很大的关系。传统的双极型晶体管SPICE模型参数的提取方法是分段直接提取法，用此方法获得的参数物理意义明确，计算简单、直观。

但有些参数直接提取比较困难，如图1所示的双极型晶体管SPICE模型1具有集电极C、基极B和发射极E，所述集电极C、基极B和发射极E上均设置金属孔2，如图2所示，所述集电极C、基极B和发射极E均通过其上设置的金属孔2经金属线3连出至一探针垫4，通过三探针法测量双极型晶体管SPICE模型1各电极电压(例如集电极电压Vc、基极电压Vb、发射极电压Ve)或各极间电压(例如集电极发射极电压Vce＝Vc-Ve、基极发射极电压Vbe＝Vb-Ve，通常Ve＝0)来测量各端的电流，从而获得器件模型的各参数，其中电阻参数是否准确会影响最主要参数的精确。例如在这种模型中提取基极发射极之间的电阻参数，则在不同天将不同的两个探针5分别接触到基极B和发射极E对应连接的探针垫4上，获得基极发射极电压Vbe，再获得集电极电流Ic，形成如图3所示的基极发射极电压-集电极电流(Vbe-Ic)关系特性示意图，由图3可知，虽然测试对象为同一个双极型晶体管SPICE模型1，但是每一天用以测试的探针上的寄生电阻不同，导致实际测试获得的基极发射极之间的电阻参数的性能差异很大，可见用图1所示的双极型晶体管SPICE模型进行参数提取并不准确，这是由于金属线、探针和探针垫形成的寄生电阻造成的，因此通常的结构无法精确提取电阻，从而导致最终要的参数精确性受到影响。同时金属线、探针和探针垫也会形成的例如寄生电容和电感等寄生参数。

因此，急需提供一种新的模型及参数提取方法进行测量，用以克服传统的双极型晶体管SPICE模型参数的提取方法存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种双极型晶体管模型及相应的参数提取方法，用以克服传统的双极型晶体管SPICE模型存在的模型参数提取不精确的缺陷。

为了解决上述问题，本发明提供一种双极型晶体管模型，用以提取模型寄生参数，包括：

集电极、基极和发射极以及内集电极、内基极和内发射极，所述集电极和内集电极位于集电区，所述基极和内基极位于基区，所述发射极和内发射极位于发射区，所述集电极、基极和发射极以及内集电极、内基极和内发射极上均设有金属孔，所述集电极和内集电极、所述基极和内基极、以及所述发射极和内发射极分别由其上设有的金属孔经金属线连出，各所述金属线分别连接至一探针垫，所述探针垫用于接触探针。

优选的，所述内集电极、内基极和内发射极上的金属线的面积均对应的小于所述集电极、基极和发射极上的金属线的面积。

优选的，与所述内集电极、内基极和内发射极上的金属线连接的探针垫均对应的小于与所述集电极、基极和发射极上的金属线连接的探针垫。

进一步的，所述模型寄生参数通过探针接触各所述探针垫进行测试获得。

进一步的，所述模型寄生参数由所述集电极和内集电极与对应的探针之间的寄生参数差、所述基极和内基极与对应的探针之间的寄生参数差、以及所述发射极和内发射极与对应的探针之间存在的寄生参数差形成。

进一步的，所述模型寄生参数由金属线、探针垫和探针寄生产生。

为了达到本发明的另一方面，还提供一种双极型晶体管模型参数提取方法，包括如下步骤：

提供所述的双极型晶体管模型；

用探针接触各探针垫，获得模型寄生参数；

通过所述模型寄生参数修正双极型晶体管SPICE模型参数；

通过参数被修正后的双极型晶体管SPICE模型进行计算机模拟。

优选的，所述内集电极、内基极和内发射极上的金属线的面积均对应的小于所述集电极、基极和发射极上的金属线的面积。

优选的，与所述内集电极、内基极和内发射极上的金属线连接的探针垫均对应的小于与所述集电极、基极和发射极上的金属线连接的探针垫。

进一步的，所述模型寄生参数由所述集电极和内集电极与对应的探针之间的寄生参数差、所述基极和内基极与对应的探针之间的寄生参数差、以及所述发射极和内发射极与对应的探针之间存在的寄生参数差形成。

进一步的，所述模型寄生参数由金属线、探针垫和探针寄生产生。