本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件，具體涉及一種fdsoi(fully?depleted?siliconon?insulator，全耗盡絕緣體上硅)器件交流小信號(hào)與nbti(negative?bias?temperatureinstability負(fù)偏壓溫度不穩(wěn)定)效應(yīng)聯(lián)合仿真方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，半導(dǎo)體集成電路行業(yè)快速發(fā)展，器件尺寸不斷縮小以及柵氧化層的厚度不斷減薄，器件的可靠性問題越來越嚴(yán)重，包括負(fù)偏壓溫度不穩(wěn)定(nbti)、熱載流子注入(hci)、總劑量效應(yīng)(tid)以及經(jīng)時(shí)擊穿(tddb)等問題，而nbti效應(yīng)已經(jīng)成為cmos(complementary?metal?oxide?semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)技術(shù)中存在的主要可靠性問題，會(huì)對(duì)器件的使用壽命產(chǎn)生一定影響，因此對(duì)于nbti效應(yīng)的研究變得越來越重要。

2、目前，fdsoi器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用，相較于體硅器件，fdsoi器件可以增強(qiáng)柵控能力并且減少柵極漏電流，并且具有較低功耗的特點(diǎn)。有研究表明，fdsoi器件的nbti效應(yīng)相較于體硅器件更為嚴(yán)重，由于fdsoi器件具有埋氧層，會(huì)導(dǎo)致在nbti應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生自熱效應(yīng)，導(dǎo)致器件內(nèi)部溫度升高，從而加重器件的nbti的退化情況。而在射頻集成電路中，由于溝道長(zhǎng)度縮小到100nm時(shí)，傳統(tǒng)的體硅cmos技術(shù)已經(jīng)不能滿足射頻集成電路市場(chǎng)的要求，而fdsoi與傳統(tǒng)的cmos技術(shù)相比，可以更好的減少寄生電容、閂鎖效應(yīng)等，增強(qiáng)了各個(gè)器件之間的隔離，因此fdsoi器件在納米射頻集成電路中已經(jīng)取代了cmos技術(shù)的體硅器件。

3、而目前的研究中大部分都在研究nbti效應(yīng)對(duì)直流特性(如閾值電壓、漏電流等)的影響情況，而沒有對(duì)交流小信號(hào)特性的影響做出說明，并且如果在進(jìn)行交流小信號(hào)仿真中在物理模型中加入陷阱退化模型，會(huì)導(dǎo)致仿真出現(xiàn)不收斂的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種fdsoi器件交流小信號(hào)與nbti效應(yīng)聯(lián)合仿真方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、本發(fā)明提供了一種fdsoi器件交流小信號(hào)與nbti效應(yīng)聯(lián)合仿真方法，包括：

3、建立的二維器件結(jié)構(gòu)初始模型；

4、對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)初始模型進(jìn)行模型參數(shù)修正，得到二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型；

5、在sdevice中對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行交流小信號(hào)仿真，得到第一特性曲線；

6、利用陷阱物理模型對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行nbti效應(yīng)設(shè)置，通過對(duì)所述陷阱物理模型的退化參數(shù)的修正，得到與器件真實(shí)nbti退化情況相同的校準(zhǔn)nbti退化模型；

7、基于所述校準(zhǔn)nbti退化模型的器件瞬時(shí)仿真狀態(tài)，在sdevice中對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行交流小信號(hào)與nbti效應(yīng)聯(lián)合仿真，得到第二特性曲線；

8、根據(jù)所述第一特性曲線和所述第二特性曲線，確定nbti效應(yīng)對(duì)器件的交流小信號(hào)特性的影響。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，建立的二維器件結(jié)構(gòu)初始模型，包括：

10、基于器件結(jié)構(gòu)參數(shù)和tcad仿真軟件的sde工具，建立fdsoi器件的二維器件結(jié)構(gòu)初始模型；所述器件結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：器件幾何結(jié)構(gòu)、尺寸、摻雜濃度和網(wǎng)格密度。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)初始模型進(jìn)行模型參數(shù)修正，得到二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型，包括：

12、利用靜態(tài)掃描得到所述二維器件結(jié)構(gòu)初始模型以柵極電壓為橫坐標(biāo)，漏端電流為縱坐標(biāo)的轉(zhuǎn)移特性曲線；

13、根據(jù)所述二維器件結(jié)構(gòu)初始模型的轉(zhuǎn)移特性曲線與器件真實(shí)轉(zhuǎn)移特性曲線之間的差異，通過對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)初始模型的模型參數(shù)修正，得到與器件真實(shí)轉(zhuǎn)移特性曲線相同的二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型。

14、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述模型參數(shù)包括：柵極功函數(shù)、源漏摻雜濃度、溝道摻雜濃度和ldd摻雜濃度。

15、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在sdevice中對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行交流小信號(hào)仿真，得到第一特性曲線，包括：

16、在sdevice中定義所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型的device部分，將所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型和對(duì)應(yīng)的物理模型加載至device部分；所述物理模型包括：srh模型、高場(chǎng)速度飽和模型以及載流子之間散射模型；

17、在sdevice中定義用于交流小信號(hào)仿真的電路system部分；

18、在sdevice中的solve部分設(shè)置coupled部分和ac?coupled部分后進(jìn)行靜態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)交流小信號(hào)仿真；

19、利用svisual工具對(duì)sdevice中的交流小信號(hào)仿真結(jié)果進(jìn)行提取，得到所述第一特性曲線。

20、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述coupled部分包括：所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型的柵極掃描電壓和漏極電壓；

21、所述ac?coupled部分包括：掃描開始頻率、掃描結(jié)束頻率、在掃描頻率范圍內(nèi)的掃描點(diǎn)數(shù)以及掃描頻率的變化規(guī)律。

22、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，利用陷阱物理模型對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行nbti效應(yīng)設(shè)置，通過對(duì)所述陷阱物理模型的退化參數(shù)的修正，得到與器件真實(shí)nbti退化情況相同的校準(zhǔn)nbti退化模型，包括：

23、在tcad仿真軟件中加入所述陷阱物理模型，設(shè)置所述陷阱物理模型的退化參數(shù)；

24、在所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型的device部分加入temperature關(guān)鍵字，設(shè)置溫度參數(shù)和器件的偏置狀態(tài)；

25、對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行靜態(tài)掃描，利用svisual工具提取所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型的閾值電壓變化曲線；

26、根據(jù)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型的閾值電壓變化曲線與器件真實(shí)閾值電壓變化曲線之間的差異，通過對(duì)所述退化參數(shù)修正，得到與器件真實(shí)閾值電壓變化曲線相同的校準(zhǔn)nbti退化模型；

27、基于所述校準(zhǔn)nbti退化模型，對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行nbti效應(yīng)瞬態(tài)仿真，得到器件瞬時(shí)仿真狀態(tài)并保存在狀態(tài)文件中。

28、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述退化參數(shù)包括：氫在氧化層中的擴(kuò)散系數(shù)，h擴(kuò)散激活能，界面處的氫的初始濃度，去鈍化常數(shù)，初始si-h鍵的濃度，si-h鍵斷裂的激活能，界面處所有未斷裂的si-h鍵的濃度。

29、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，基于所述校準(zhǔn)nbti退化模型的器件瞬時(shí)仿真狀態(tài)，在sdevice中對(duì)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行交流小信號(hào)與nbti效應(yīng)聯(lián)合仿真，得到第二特性曲線，包括：

30、將所述狀態(tài)文件和所述校準(zhǔn)nbti退化模型添加至所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行交流小信號(hào)仿真的device部分，通過靜態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)所述二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型的交流小信號(hào)與nbti效應(yīng)聯(lián)合仿真，利用svisual工具對(duì)sdevice中的交流小信號(hào)與nbti效應(yīng)聯(lián)合仿真結(jié)果進(jìn)行提取，得到所述第二特性曲線。

31、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述第一特性曲線和所述第二特性曲線，確定nbti效應(yīng)對(duì)器件的交流小信號(hào)特性的影響，包括：

32、將所述第一特性曲線和所述第二特性曲線進(jìn)行比較，根據(jù)兩條特性曲線的特征頻率、最大振蕩頻率以及柵極的電容變化的比較結(jié)果，確定nbti效應(yīng)對(duì)器件的交流小信號(hào)特性的影響。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

34、本發(fā)明的fdsoi器件交流小信號(hào)與nbti效應(yīng)聯(lián)合仿真方法，包括：建立的二維器件結(jié)構(gòu)初始模型；對(duì)二維器件結(jié)構(gòu)初始模型進(jìn)行模型參數(shù)修正，得到二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型；在sdevice中對(duì)二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行交流小信號(hào)仿真，得到第一特性曲線；利用陷阱物理模型對(duì)二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行nbti效應(yīng)設(shè)置，通過對(duì)陷阱物理模型的退化參數(shù)的修正，得到與器件真實(shí)nbti退化情況相同的校準(zhǔn)nbti退化模型；基于校準(zhǔn)nbti退化模型的器件瞬時(shí)仿真狀態(tài)，在sdevice中對(duì)二維器件結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)模型進(jìn)行交流小信號(hào)與nbti效應(yīng)聯(lián)合仿真，得到第二特性曲線；根據(jù)第一特性曲線和第二特性曲線，確定nbti效應(yīng)對(duì)器件的交流小信號(hào)特性的影響。在本發(fā)明中通過聯(lián)合仿真方法，提高了收斂性，同時(shí)通過校準(zhǔn)的器件結(jié)構(gòu)和退化參數(shù)，可準(zhǔn)確地反應(yīng)nbti效應(yīng)對(duì)交流小信號(hào)特性的影響。

35、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。