[发明专利]一种集成电路用三端电阻阻值的测量方法

摘要

本发明公开了一种集成电路用三端电阻阻值的测量方法，包括以下步骤：步骤10)建立集成电路用三端电阻的宏模型；步骤20）构建集成电路用三端电阻的测试结构；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；步骤40）建立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60）建立三端电阻模型文件；步骤70）测量集成电路中三端电阻的电阻特性。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R3cmc的仿真方法过于复杂且对尺寸拟合度差的问题。

主权项

一种集成电路用三端电阻阻值的测量方法，其特征在于：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； reff = rsh × l - dl w - dw × teff × ( 1 + pvc 1 ( l - dl ) × 10 6 × | V SD | + pvc 2 ( l - dl ) 2 × 10 12 × V SD 2 ) （式3） × ( 1 + ( pv 1 + pv 1 l l - dl + pv 1 w w - dw ) × | V SS | ) 式中：reff表示三端电阻的直流电阻值，单位为欧姆；rsh表示方块电阻值，单位为欧姆/方块；l表示三端电阻的长度，w表示三端电阻的宽度，dl表示三端电阻的长度偏移量，dw表示三端电阻的宽度偏移量，l、w、dl和dw的单位均为微米；l‑dl表示三端电阻的有效长度，w‑dw表示三端电阻的有效宽度；VSD表示三端电阻源端和漏端之间电压，单位为伏特；pvc1表示VSD对于三端电阻阻值的一阶影响系数，并且pvc1与三端电阻的有效长度相关；pvc2表示VSD对于三端电阻阻值的二阶影响系数，并且pvc2与三端电阻的有效长度相关；VSS表 示三端电阻源端和衬底端之间的电压，单位为伏特；pv1l表示VSS对于三端电阻阻值的一阶影响系数，并且pv1l与三端电阻的有效长度相关；pv1w表示VSS对于三端电阻阻值的一阶影响系数，并且pv1w与三端电阻的有效宽度相关；pv1表示VSS对三端电阻阻值的一阶影响系数；其中，rsh、dl、dw、pvc1、pvc2、pv1l、pv1w和pv1是三端电阻直流特性的模型中的模型参数；对三端电阻的直流特性的模型的模型参数赋予初始值，然后建立在提模软件能够识别的三端电阻直流特性的模型文件，该模型文件包括模型参数的初始值、式（1）、式（2）和式（3）；步骤502）创建提模软件能够识别的三端电阻模型文件，该模型文件包括步骤10）建立的宏模型和步骤501）中的三端电阻直流特性的模型中的模型参数，并且将该模型文件和步骤501）得到的三端电阻直流特性的模型文件放置在同一个文件夹下；步骤503）在提模软件中，首先选择模型类型为三端电阻模型，载入步骤30）得到的三端电阻测试数据文件，提模软件依据三端电阻测试数据文件形成三端电阻测试曲线，然后载入步骤502）中创建的三端电阻模型文件，提模软件根据该模型文件自动生成三端电阻仿真曲线，接着调整步骤502）中创建的三端电阻模型文件中的模型参数，改变三端电阻仿真曲线，直至三端电阻仿真曲线与三端电阻测试曲线拟合得到的均方根误差小于三端电阻拟合设定值，最后保存步骤502）中的三端电阻模型文件中的模型参数，该模型参数为集成电路用三端电阻的直流特性的模型；步骤60）建立三端电阻模型文件：将步骤40）得到的集成电路用三端电阻的交流特性的模型和步骤50）得到的集成电路用三端电阻的直流特性的模型集成在一起，制成用于集成电路仿真软件的包含三端电阻交直流特性的三端电阻模型文件，在该三端电阻模型文件中，两个寄生二极管的周长均为w+l，面积均为w×l/2；步骤70）测量集成电路中三端电阻的电阻特性：在集成电路仿真软件中，对于集成电路仿真中的三端电阻，调用步骤60）得到的三端电阻模型文件，对集成电路中三端电阻在交直流信号作用下的电阻特性进行测量。