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    怎么看重庆时时彩胆码: 电阻的器件失配的修正方法.pdf

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    电阻 器件 失配 修正 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010270796.4

    申请日:

    2010.09.03

    公开号:

    CN102385642A

    公开日:

    2012.03.21

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权的转移IPC(主分类):G06F 17/50变更事项:专利权人变更前权利人:上?;鏝EC电子有限公司变更后权利人:上?;绾炅Π氲继逯圃煊邢薰颈涓孪?地址变更前权利人:201206 上海市浦东新区川桥路1188号变更后权利人:201203 上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号登记生效日:20140116|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20100903|||公开
    IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
    申请人: 上?;鏝EC电子有限公司
    发明人: 周天舒; 王正楠
    地址: 201206 上海市浦东新区川桥路1188号
    优先权:
    专利代理机构: 上海浦一知识产权代理有限公司 31211 代理人: 丁纪铁
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010270796.4

    授权公告号:

    |||102385642B||||||

    法律状态公告日:

    2014.02.12|||2013.02.13|||2012.05.02|||2012.03.21

    法律状态类型:

    专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种电阻的器件失配的修正方法,首先,确定电阻的工艺失配参数为4个,分别为方块电阻、终端电阻、电阻宽度的偏移量、电阻值;其次,设定这4个参数的随机偏差;再次,对电阻的器件失配进行修正。本发明可以在SPICE软件中对电阻的器件失配进行仿真分析,而且充分考虑到电阻宽度W、电阻长度L和器件间距D对电阻的器件失配的影响。

    权利要求书

    1.一种电阻的器件失配的修正方法,其特征是:
    首先,确定电阻的工艺失配参数为4个,分别为方块电阻、终端电阻、
    电阻宽度的偏移量、电阻值;
    其次,设定方块电阻的随机偏差
    设定终端电阻的随机偏差
    设定电阻宽度的偏移量的随机偏差
    设定电阻值的随机偏差
    σ ΔR 2 = σ ΔRS 2 × L 2 ( W + ΔW ) 2 + σ ΔREND 2 × 1 ( W + ΔW ) 2 + σ ΔW 2 × [ L × RS ( W + ΔW ) 2 + REND ( W + ΔW ) 2 ] 2 ; ]]>
    其中W为电阻宽度、L为电阻长度、D为电阻之间的间距、RS为方块电
    阻、REND为终端电阻、ΔW为电阻宽度的偏移量,SΔRS、TΔRS、SΔREND、TΔREND、
    SΔW、TΔW为随机偏差修正因子;
    再次,对电阻的器件失配进行修正,具体包括:
    R = R _ original × [ 1 + L ( W + ΔW ) × S ΔRS W × L × agauss ( 0,1,3 ) + 1 ( W + ΔW ) S ΔREND W × L × agauss ( 0,1,3 ) ]]>
    + ( L × RS ( W + ΔW ) 2 + REND ( W + ΔW ) 2 ) × S ΔW L × agauss ( 0,1,3 ) + D × T ΔALL × agauss ( 0,1,3 ) ] ]]>
    其中R为修正后的电阻值,R_original为原始的电阻值,TΔALL为随机偏差
    修正因子;
    所述agauss(0,1,3)表示期望值为1、标准差为1/3的正态分布取值范
    围内的随机数。
    2.根据权利要求1所述的电阻的器件失配的修正方法,其特征是,所
    述随机偏差修正因子SΔRS和SΔREND仅与W和L相关,所述随机偏差修正因子
    SΔW仅与L相关,所述随机偏差修正因子TΔRS、TΔREND、TΔW和TΔALL仅与D相关。
    3.根据权利要求2所述的电阻的器件失配的修正方法,其特征是,所
    述随机偏差修正因子SΔRS、TΔRS、SΔREND、TΔREND、SΔW、TΔW、TΔALL的计算包
    括如下步骤:
    第1步,从实际测试得到的电阻的器件失配数据中,挑选出L取值最
    大的数据,再从中挑选出W取值最大的一组数据;
    将该组数据代入公式
    得到不同D取值所对
    应的TΔRS、TΔREND、TΔW和TΔALL的取值;
    第2步,将第1步得到的任意D取值所对应的TΔRS取值代入公式
    得到不同W和L取值所对应的SΔRS取值;
    将第1步得到的任意D取值所对应的TΔREND取值代入公式
    得到不同W和L取值所对应的SΔREND取值;
    将第1步得到的任意D取值所对应的TΔW取值代入公式
    得到不同L取值所对应的SΔW取值。

    说明书

    电阻的器件失配的修正方法

    技术领域

    本发明涉及一种半导体器件的失配修正方法。

    背景技术

    在集成电路设计和生产过程中,由于不确定性、随机误差、梯度误差
    等原因,一些设计时完全相同的半导体器件生产后却存在偏差,这便称为
    半导体器件的失配(mismatch)。器件失配会引起器件结构参数和电学参数
    变化,从而极大地影响模拟电路的特性。随着半导体生产工艺发展,器件
    尺寸不断缩小,器件失配主要由随机误差造成,而这种随机误差通常是由
    集成电路生产工艺引起的。

    SPICE(Simulation?Program?with?Integrated?Circuit?Emphasis)
    是一款通用的集成电路仿真软件。由于器件失配对集成电路的影响很大,
    有必要通过软件仿真及早发现并加以修正。目前SPICE软件中缺少针对电
    阻的器件失配模型。

    发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种电阻的器件失配模型,该模型
    可在SPICE软件中对电阻由于随机误差导致的失配进行仿真并予以修正。

    为解决上述技术问题,本发明电阻的器件失配的修正方法为:

    首先,确定电阻的工艺失配参数为4个,分别为方块电阻(sheet
    resistance)、终端电阻(end?resistance)、电阻宽度的偏移量(resistance
    width?offset?value)、电阻值(Resistance);

    其次,设定方块电阻的随机偏差

    设定终端电阻的随机偏差

    设定电阻宽度的偏移量的随机偏差

    设定电阻值的随机偏差
    σ ΔR 2 = σ ΔRS 2 × L 2 ( W + ΔW ) 2 + σ ΔREND 2 × 1 ( W + ΔW ) 2 + σ ΔW 2 × [ L × RS ( W + ΔW ) 2 + REND ( W + ΔW ) 2 ] 2 ; ]]>

    其中W为电阻宽度、L为电阻长度、D为电阻之间的间距、RS为方块电
    阻、REND为终端电阻、ΔW为电阻宽度的偏移量,SΔRS、TΔRS、SΔREND、TΔREND、
    SΔW、TΔW为随机偏差修正因子;

    再次,对电阻的器件失配进行修正,具体包括:

    R = R _ original × [ 1 + L ( W + ΔW ) × S ΔRS W × L × agauss ( 0,1,3 ) + 1 ( W + ΔW ) S ΔREND W × L × agauss ( 0,1,3 ) ]]>

    + ( L × RS ( W + ΔW ) 2 + REND ( W + ΔW ) 2 ) × S ΔW L × agauss ( 0,1,3 ) + D × T ΔALL × agauss ( 0,1,3 ) ] ]]>

    其中R为修正后的电阻值,R_original为原始的电阻值,TΔALL为随机偏差
    修正因子;

    所述agauss(0,1,3)表示期望值为1、标准差(standard?deviation)
    为1/3的正态分布取值范围内的随机数。

    本发明可以在SPICE软件中对电阻的器件失配进行仿真分析,而且充
    分考虑到电阻宽度W、电阻长度L和器件间距D对电阻的器件失配的影响。

    具体实施方式

    本发明电阻的器件失配的修正方法为:

    首先,确定电阻的工艺失配参数为4个,分别为方块电阻RS、终端电
    阻REND、电阻宽度的偏移量ΔW、电阻值R。之所以采用这四个参数作为电
    阻的工艺失配参数,是由于这四个参数之间具有下式表达的物理意义:

    这是公式0。其中W表示电阻宽度,L表示电阻长
    度。

    其次,基于对大量电阻的器件失配数据的研究及分析,发现上述4个
    参数的随机偏差都是和电阻宽度W和电阻长度L成反比,与电阻之间的间
    距D成正比,由此得到各个工艺失配参数的随机误差,包括:

    方块电阻RS的随机偏差这是公式1。

    终端电阻REND的随机偏差这是公
    式2。

    电阻宽度的偏移量ΔW的随机偏差这是公式
    3。

    电阻值C的随机偏差

    σ ΔR 2 = σ ΔRS 2 × L 2 ( W + ΔW ) 2 + σ ΔREND 2 × 1 ( W + ΔW ) 2 + σ ΔW 2 × [ L × RS ( W + ΔW ) 2 + REND ( W + ΔW ) 2 ] 2 , ]]>

    这是公式4。公式4是对公式1、公式2、公式3汇总后,由经验总结对公
    式0求微分而得。

    其中W为电阻宽度、L为电阻长度、D为电阻之间的间距,SΔRS、TΔRS、
    SΔREND、TΔREND、SΔW、TΔW为随机偏差修正因子。

    再次,对电阻的器件失配进行修正,具体包括:

    R = R _ original × [ 1 + L ( W + ΔW ) × S ΔRS W × L × agauss ( 0,1,3 ) + 1 ( W + ΔW ) S ΔREND W × L × agauss ( 0,1,3 ) ]]>

    + ( L × RS ( W + ΔW ) 2 + REND ( W + ΔW ) 2 ) × S ΔW L × agauss ( 0,1,3 ) + D × T ΔALL × agauss ( 0,1,3 ) ] ]]>

    这是公式5。其中R为修正后的电阻值,R_original为原始的电阻值,TΔLL
    为随机偏差修正因子。所述agauss(0,1,3)表示期望值为1、标准差为1/3
    的正态分布取值范围内的随机数。

    上述五个公式都是W、L和D的函数。本申请是基于大量的电阻的器件
    失配统计数据,经过归纳总结,最终得到上述五个公式的函数关系。

    上述五个公式中,R都可以通过实际测试得到。在
    进行器件失配模型的SPICE仿真时,可以不断调整SΔRS、TΔRS、SΔREND、TΔREND、
    SΔW、TΔW、TΔLL这些随机偏差修正因子的数值,从而使器件失配模型的SPICE
    仿真结果(即上述公式的计算结果)等于实际的失配数据(即实际测试得
    到的数据)。而通过以上调整的过程,即可得到随机偏差修正因子SΔRS、TΔRS、
    SΔREND、TΔREND、SΔW、TΔW、TΔALL的数值。这些随机偏差修正因子仅与W、L
    和D相关,每一组W、L和D的取值对应一组随机偏差修正因子的取值。

    下面给出一种随机偏差修正因子的计算方法作为示例。

    第1步,从实际测试得到的电阻的器件失配数据中,挑选出L取值最
    大的数据,再从中挑选出W取值最大的一组数据(简称为L和W取值最大
    的一组实际测量数据),对D的取值没有限制。将上述公式1、公式2、公
    式3、公式5分别予以简化为:

    σ ΔRS 2 = D 2 × T ΔRS 2 , ]]>这是公式1a。

    σ ΔREND 2 = D 2 × T ΔREND 2 , ]]>这是公式2a。

    σ ΔW 2 = D 2 × T ΔW 2 , ]]>这是公式3a。

    R = R _ original × [ 1 + ( L × RS ( W + ΔW ) 2 + D × T ΔALL × agauss ( 0,1,3 ) ] , ]]>这是公式5a。

    将所述L和W取值最大的一组实际测量的R值分别
    代入公式1a、公式2a、公式3a、公式5a。

    公式简化的原理是:在公式1、公式2、公式3、公式5中L、W×L、
    都出现在分母项上,由于L远大于W,当L取值最大、并且在最大L
    取值的前提下W取值最大时,这些项数可以近似为零。

    对公式1a而言,是实际测量的,因而可以得到不同D取值所对应
    的TΔRS取值,TΔRS仅与D相关。

    对公式2a而言,是实际测量的,因而可以得到不同D取值所对
    应的TΔREND取值,TΔREND仅与D相关。

    对公式3a而言,是实际测量的,因而可以得到不同D取值所对应
    的TΔW取值,TΔW仅与D相关。

    对公式5a而言,R、RS、ΔW是实际测量的,R_original是设计值因
    而是已知的,W和L是所述最大取值是已知的,agauss(0,1,3)是一个已知
    的函数,因而可以得到不同D取值所对应的TΔALL取值,TΔALL仅与D相关。

    经过第1步计算,已经得到了不同D取值所对应的TΔRS、TΔREND、TΔW和TΔALL
    的取值。

    第2步,将第1步得到的任意D取值所对应的TΔRS取值代入公式1,得
    到不同W和L取值所对应的SΔRS取值,SΔRS仅与W和L相关。

    将第1步得到的任意D取值所对应的TΔREND取值代入公式2,得到不同W
    和L取值所对应的SΔREND取值,SΔREND仅与W和L相关。

    将第1步得到的任意D取值所对应的TΔW取值代入公式3,得到不同L
    取值所对应的SΔW取值,SΔW仅与L相关。

    经过第2步计算,又得到了不同L和W取值所对应的SΔRS、SΔREND和SΔW
    的取值,即得到了不同W、L和D情况下各个随机偏差修正因子的取值。

    agauss(nominal_val,abs_variation,sigma)函数是SPICE软件中的
    用绝对变量的正态分布函数,其中nominal_val为正态分布的标称值
    (nominal?value),abs_variation为正态分布的绝对偏移量(absolute
    variation),sigma为正态分布的绝对偏移量的指定级别(specified
    level)。agauss函数的取值范围是从nominal_val-abs_variation到
    nominal_val+abs_variation。例如sigma=3,则该正态分布的标准差为
    abs_variation/3。

    本发明根据电阻的器件失配的物理机理,给出了4个参数予以表征,
    并且给出了器件失配的修正方法,最终可以在SPICE软件中对电阻的器件
    失配进行仿真分析。

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