[发明专利]带寄生场效应的LDMOS模型及仿真方法和建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种带寄生场效应的LDMOS模型，另外，本发明还涉及该模型的仿真方法和建模方法。

背景技术

横向扩散MOS晶体管（LDMOS）在模拟电路中的电源电路设计中有着广泛的应用，由于LDMOS的结构同普通MOS相比较为特殊，应用电压范围较高，往往会代入一些在普通MOS器件中看不到的特殊寄生特性；如图1所示，为一种比较常见的横向扩散MOS晶体管的版图结构，其中包括最外围的隔离环1及其内的N型埋层2；另外还包括P阱3及N阱4，浓N型掺杂5和其上的多晶栅6、漏区9及源区7和在P阱3上方的体端8，其中源区7外是生长场氧的区域。这类LDMOS的栅氧厚度比较厚，器件工作时栅电压比较高，同时多晶栅的布线比较特殊，多晶栅会覆盖在源区和场氧上，随着多晶栅上的电压增大，定义从LDMOS中源区7到漏区9的方向为LDMOS的沟道的长度方向，则垂直于沟道长度方向为沟道的宽度方向，多晶栅6沿沟道宽度方向超出源区7覆盖在场氧的部分出现场开启，出现寄生效应,其效果类似有一个寄生MOS，如图1所示区域P，为所述寄生MOS的多晶硅栅，被所述寄生MOS的多晶硅栅所覆盖的P阱部分用于形成所述寄生MOS管的沟道，如图1所示区域A，所述寄生MOS的源区以及漏区与所述LDMOS共用。如图2所示，横轴为栅漏电压，纵轴为源端电流，不同的形状的曲线分别代表LDMOS体端不同偏压情况下得到的不同曲线。当Vgs电压增大到15V以上后，可以看到第一根曲线（Vbs=0V）开始上翘，随着电压继续增大，电流上翘越来越明显，仿佛有额外的器件开启；普通MOS器件看不到此类特性，业界通用的SPICE模型也无法描述此类现象，当电路设计者用普通SPICE模型进行仿真，当器件工作在该处时，模型精度就会不准，给电路仿真带来误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带寄生场效应的LDMOS建模方法,能较好的实现了对器件寄生特性的描述。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种带寄生场效应的LDMOS模型，包括第一MOS管和第二MOS，所述第一MOS管的体端电极和所述第二MOS管的体端电极相连、所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极相连、所述第一MOS管的源极和所述第二MOS管的源极相连，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极相连。

进一步的，所述漏极和所述源极分别串联一电阻。

一种带寄生场效应的LDMOS的仿真方法，利用所述带寄生场效应的LDMOS模型进行LDMOS仿真。

进一步的，所述的第一MOS管用spice仿真器中自带的Bsim3模型来描述。

进一步的，所述的第二MOS管用spice仿真器中自带的Bsim3模型来描述。

一种带寄生场效应的LDMOS建模方法，包括：

步骤1、用第一MOS管来模拟LDMOS；

步骤2、用第二MOS管来模拟所述LDMOS中的寄生MOS；其中，定义从所述LDMOS中源区到漏区的方向为LDMOS的沟道的长度方向，则垂直于沟道长度方向为沟道的宽度方向，所述寄生MOS的多晶栅为所述LDMOS的多晶栅沿沟道宽度方向超出源区覆盖在场氧的部分；被所述寄生MOS的多晶硅栅所覆盖的P阱部分用于形成所述寄生MOS管的沟道，所述寄生MOS的源区以及漏区与所述LDMOS共用；

步骤3、将所述第一MOS管的体端电极、漏极、源极和栅极分别同所述第二MOS管并联，同时所述漏极和所述源极分别串联一电阻，建立模型。

进一步的，还包括：通过对所述步骤3中结构的仿真及与将仿真曲线同实测数据进行对比，确定模型准确性。

进一步的，步骤1中所述的第一MOS管用spice仿真器中自带的Bsim3模型来描述。

进一步的，步骤1中所述的第二MOS管用spice仿真器中自带的Bsim3模型来描述。

本发明能够建立一种较高精度的模型，较好的实现了对器件寄生特性的描述，对提高LDMOS模型在线性区的仿真精度有很好的帮助。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

图1是公知的常规的LDMOS版图结构；

图2是LDMOS线性区电流特性图；

图3是LDMOS线性区夸导特性图；

图4是本发明带寄生场效应的LDMOS建模方法建立的模型示意图；

图5a是本发明宏模型经过拟合后仿真后得到的电流特性同实际器件电流特性比较图；