WPE效应的局域失配模型及其提取方法与流程

本发明涉及半导体制造，特别是涉及一种wpe效应的局域失配模型及其提取方法。

背景技术：

1、芯片制造技术领域中，阱(well)的使用能够显著提升互补型金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)的技术性能。通过高能离子注入的运用以及热处理工艺的优化，阱区域的重掺杂可以做到几乎不影响mos管表面的掺杂形貌，从而大大减小了阱掺杂对表面器件区域的影响。更重要的是，深阱离子注入有诸多优点，例如，为器件提供了一个低阻通路并抑制寄生的双极性晶体管以及提高了器件的噪音隔离性能等等。因此，阱技术已经在集成电路制造中被普遍使用和推广。但是，当阱的尺寸较小，阱边缘较为靠近沟道区域时，深阱掺杂工艺过程中的一些离子将被散射到表面器件区域，对器件的阈值电压和电流进行了一定程度的调制，这一现象便被称为阱近邻效应(wellproximity effect，wpe)。

2、目前，spice模型已经能够将沟道尺寸(沟道宽度w和沟道长度l)对器件电学失配的影响考虑在内，但是未能考虑在沟道尺寸完全一样的情况下，由于器件所处布局环境差异所导致的失配。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种wpe效应的局域失配模型及其提取方法，用于解决现有的模型未考虑不同阱尺寸对器件失配特性的影响的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种wpe效应的局域失配模型的提取方法，所述方法包括：

3、于晶圆内形成不同阱尺寸的器件结构，且所述晶圆包括多个裸片，所述器件结构形成有栅极、漏端及阱；

4、针对多个所述裸片，测量获取同一所述裸片中相邻所述器件结构的各参数的值，其中，参数包括线性阈值电压、饱和阈值电压、线性电流及饱和电流，且所述线性阈值电压为于所述漏端施加第一电压时，所述漏端达到特定电流值时的栅极电压，所述饱和阈值电压为于所述漏端施加第二电压时，所述漏端达到所述特定电流值时的栅极电压，所述线性电流为于所述栅极施加所述第二电压且于所述漏端施加所述第一电压时的漏端电流，所述饱和电流为于所述栅极和所述漏端均施加所述第二电压时的漏端电流；

5、计算各参数的失配率；

6、建立与阱尺寸相关的局域失配模型；

7、对所述局域失配模型的参数进行曲线拟合，直至拟合结果与所述器件结构的各参数的失配率相符；

8、其中，各所述器件结构的沟道长度及沟道宽度均相同，所述第一电压小于所述第二电压。

9、可选地，所述晶圆包括n个所述裸片，且同一所述裸片中选取两个相邻所述器件结构，其中，n为大于等于2的正整数。

10、可选地，计算所述线性阈值电压的失配率的方法包括：

11、对同一所述裸片中的两个所述线性阈值电压相减以求得第一差值，并得到n个所述第一差值；

12、对n个所述第一差值求标准差以得到所述线性阈值电压的失配率。

13、可选地，计算所述饱和阈值电压的失配率的方法包括：

14、对同一所述裸片中的两个所述饱和阈值电压相减以求得第二差值，并得到n个所述第二差值；

15、对n个所述第二差值求标准差以得到所述饱和阈值电压的失配率。

16、可选地，计算所述线性电流的失配率的方法包括：

17、对同一所述裸片中的两个所述线性电流相减并除以两个所述线性电流的均值以求得第一比值，且得到n个所述第一比值；

18、对n个所述第一比值求标准差以得到所述线性电流的失配率。

19、可选地，计算所述饱和电流的失配率的方法包括：

20、对同一所述裸片中的两个所述饱和电流相减并除以两个所述饱和电流的均值以求得第二比值，且得到n个所述第二比值；

21、对n个所述第二比值求标准差以得到所述饱和电流的失配率。

22、可选地，所述特定电流值为1e-8*w/l安，其中，w表示所述器件结构的沟道宽度，l表示所述器件结构的沟道长度。

23、可选地，所述局域失配模型的函数关系如下：

24、

25、其中，γ，α，a，b，b，c，c为系数，w和l分别表示所述器件结构沟道宽度和沟道长度，sc为沟道边缘到阱边缘的距离，pwr()为求幂函数。

26、可选地，所述第一电压的取值范围包括0.04v～0.06v。

27、可选地，所述第二电压的取值范围包括4v～6v。

28、可选地，在计算各参数的失配率之前，所述方法还包括对获取的不合理的各参数的值进行筛选去除的步骤。

29、可选地，所述方法还包括对建立的所述局域失效模型进行验证的步骤。

30、相应地，本发明还提供一种wpe效应的局域失配模型，所述模型的公式包括：

31、

32、其中，γ，α，a，b，b，c，c为系数，w和l分别表示所述器件结构的沟道宽度和沟道长度，sc为沟道边缘到阱边缘的距离，pwr()为求幂函数。

33、如上所述，本发明的wpe效应的局域失配模型及其提取方法，为了表征不同阱尺寸对其器件失配性能的影响，首先会设计与之相关的版图，且设计的版图包括具有不同阱尺寸的器件结构，然后根据该设计版图得到晶圆，并对晶圆进行电学性能测量，对测量数据进行分析、筛选和计算，并计算出各个参数的失配率，然后调整wpe效应的局域失配模型公式的系数，使得失配模型与测量计算得到的失配率拟合得很好，这样，就可以得到不同阱尺寸的wpe效应的局域失配模型，设计者便能通过仿真该模型了解器件在不同阱尺寸下的失配情况，从而在开始设计的时候将该因素考虑进行，使得最终的设计结果能够更好地反映实际的器件特征。

1.一种wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，所述晶圆包括n个所述裸片，且同一所述裸片中选取两个相邻所述器件结构，其中，n为大于等于2的正整数。

3.根据权利要求2所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，计算所述线性阈值电压的失配率的方法包括：

4.根据权利要求2所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，计算所述饱和阈值电压的失配率的方法包括：

5.根据权利要求2所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，计算所述线性电流的失配率的方法包括：

6.根据权利要求2所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，计算所述饱和电流的失配率的方法包括：

7.根据权利要求1所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，所述特定电流值为1e-8*w/l安，其中，w表示所述器件结构的沟道宽度，l表示所述器件结构的沟道长度。

8.根据权利要求1所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，所述局域失配模型的函数关系如下：

9.根据权利要求1所述的wpe效应的局域失配模型地提取方法，其特征在于，所述第一电压的取值范围包括0.04v～0.06v。

10.根据权利要求1或3所述的wpe效应的局域失配模型地提取方法，其特征在于，所述第二电压的取值范围包括4v～6v。

11.根据权利要求1所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，在计算各参数的失配率之前，所述方法还包括对获取的不合理的各参数的值进行筛选去除的步骤。

12.根据权利要求1所述的wpe效应的局域失配模型的提取方法，其特征在于，所述方法还包括对建立的所述局域失效模型进行验证的步骤。

13.一种wpe效应的局域失配模型，其特征在于，所述模型的公式包括：