[发明专利]一种MOS器件的建模方法

说明书

本发明公开了一种MOS器件的建模方法，包括如下步骤：S01：构建MOS器件的模型电路，其中，模型电路中包括本征晶体管，衬底寄生电阻、寄生电容、寄生二极管、栅极寄生电阻电感网络、源极寄生电阻电感网络和漏极寄生电阻电感网络；S02：确定模型电路中的本征晶体管和寄生二极管的模型及尺寸参数；S03：采用电磁仿真方法分别确定源极寄生电阻电感网络和漏极寄生电阻电感网络的寄生元件值；S04：基于测试数据确定衬底寄生电阻、寄生电容和栅极寄生电阻电感网络的寄生元件值；S05：将计算出来的寄生元件值代入模型电路。本发明模型电路包括各连接通路的寄生电阻电感网络，该模型适用范围更广，可适用于毫米波等频段。

技术领域

本发明属于半导体器件建模及测试领域，具体涉及一种MOS器件的建模方法。

背景技术

随着CMOS技术的不断进步，晶体管的特征尺寸不断缩小，MOS器件的特征频率ft及最大振荡频率fmax不断提高，射频MOS器件的工作频率已经开始应用于毫米波及太赫兹频段等高频领域。准确的MOS器件模型是在高频领域进行产品开发的前提条件。

随着工作频率的增加，MOS器件寄生元素的分布式效应越来越显著，现有的射频MOS器件模型对寄生元素的建模在毫米波等高频领域不够准确。目前射频MOS器件建模时采用的模型有多种不同方案，典型的如附图2所示，模型电路包括衬底寄生电阻Rdb、衬底寄生电阻Rsb、衬底寄生电阻Rb、寄生电容Cgd、寄生电容Cgs、寄生电容Cds、寄生二极管DD、寄生二极管DS和本征晶体管。其中，在实际器件的制作中，MOS器件的源极、漏极和栅极的寄生元素表现出分布式效应，寄生电感不可忽略，其寄生电阻也随频率增加而改变，现有的MOS器件的典型模型在高频下已不再适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种MOS器件的建模方法，模型电路中包括各连接通路的寄生电阻电感网络，该模型适用范围更广，可适用于毫米波等频段。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种MOS器件的建模方法，包括如下步骤：

S01：构建MOS器件的模型电路，其中，所述模型电路中包括本征晶体管、衬底寄生电阻、寄生电容、寄生二极管、栅极寄生电阻电感网络、源极寄生电阻电感网络和漏极寄生电阻电感网络；其中，所述栅极寄生电阻电感网络包括寄生电感Lg、寄生电感Lg1、寄生电阻Rg1和寄生电阻Rg0；所述源极寄生电阻电感网络包括寄生电感Ls、寄生电感Ls1、寄生电阻Rs1和寄生电阻Rs0；漏极寄生电阻电感网络包括寄生电感Ld、寄生电感Ld1、寄生电阻Rd1和寄生电阻Rd0；

S02：确定所述模型电路中本征晶体管和寄生二极管的模型及尺寸参数；

S03：采用电磁仿真方法分别确定模型电路中源极寄生电阻电感网络和漏极寄生电阻电感网络的寄生元件值；

S04：将栅极设置为第一端口，漏极设置为第二端口，源极和衬底接地，形成二端口测试结构，基于测试数据确定衬底寄生电阻、寄生电容和栅极寄生电阻电感网络的寄生元件值；

S05：将上述计算出来的寄生元件值代入模型电路中，即可得到该MOS器件对应的模型。

进一步地，所述栅极寄生电阻电感网络中串联的寄生电感Lg1和寄生电阻Rg1与所述寄生电阻Rg0并联，并联之后的电路一端连接寄生电感Lg，另一端连接至寄生电容；

所述源极寄生电阻电感网络中串联的寄生电感Ls1和寄生电阻Rs1与所述寄生电阻Rs0并联，并联之后的电路一端连接寄生电感Ls，另一端连接至寄生电容；

所述漏极寄生电阻电感网络中串联的寄生电感Ld1和寄生电阻Rd1与所述寄生电阻Rd0并联，并联之后的电路一端连接寄生电感Ld，另一端连接至寄生电容。

进一步地，所述步骤S03中采用电磁仿真方法确定漏极寄生电阻电感网络的寄生元件值具体包括：