[发明专利]MOS器件非均匀界面退化电荷的数值模拟方法及系统

摘要

本发明适用于MOS器件技术领域，提供了一种MOS器件非均匀界面退化电荷的数值模拟方法及系统，对软件底层进行改动，增加了计算非均匀界面电荷数Nit(x,t)的功能模型，从而能够实现非均匀界面电荷对器件性能的影响的数值模拟。所述的数值模拟方法还添加界面电荷退化模型接口，从而能够对各种效应引起非均匀界面电荷进行数值模拟；所述的数值模拟方法还添加了一个器件参数提取接口，可以提取器件参数包括阈值电压、输出特性、跨导、电子和空穴浓度分布、电势分布、电场分布等。针对NBTI的退化模型，可以揭示在HCI应力下纯偏置NBTI效应独特的变化规律，深入理解器件退化和寿命的关系，指导工艺设计，进一步推动集成电路可靠性研究的发展。

主权项

MOS器件非均匀界面退化电荷的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：设置MOS器件的参数；步骤2：根据所述MOS器件参数，计算MOS器件的初始阈值电压Vth；步骤3：设置MOS器件的应力环境；步骤4：构建一计算非均匀界面电荷数Nit(x,t)的功能模型，所述非均匀界面电荷数Nit(x,t)中的x表示器件的沟道方向，t表示应力时间；在所述应力环境下，令所述非均匀界面电荷数Nit(x,t)的功能模型中的所述非均匀界面电荷数Nit(x,t)的初始值为零，计算非均匀界面电荷MOS器件的稳态值；步骤5：在所述稳态值中，提取MOS器件沟道表面的空穴浓度p(x,t)和栅氧化层电场Eox(x,t)；步骤6：利用NBTI的退化模型，根据所述空穴浓度p(x,t)和栅氧化层电场Eox(x,t)获得新的非均匀界面电荷数Nit_new(x,t)；步骤7：根据所述新的非均匀界面电荷数Nit_new(x,t)，重新计算MOS器件的阈值电压Vth_new(t)，所述阈值电压Vth_new(t)和初始阈值电压Vth的差值为NBTI的阈值退化量；步骤8：令Nit(x,t)=Nit_new(x,t)，重新计算非均匀界面电荷MOS器件的稳态值和下一个时刻的栅氧化层电场Eox(x,t)和沟道表面的空穴浓度p(x,t)；步骤9：重复所述步骤5至步骤8，直到MOS器件的应力时间t达到了设置退化的终止时间tstop，此时输出不同时刻的非均匀界面电荷数Nit(x,t)，不同时刻的阈值电压Vth_new(t)，以及不同时刻沟道表面的空穴浓度p(x,t)、栅氧化层电场Eox(x,t)。