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专利名称：器件电学特性相关性分析方法及器件结构优化方法
技术领域：
本发明涉及电子器件领域，更具体地，涉及一种对电子器件的电学特性之间的相关性进行分析的方法以及对电子器件的结构进行优化的方法。
背景技术：
对于大多数电子器件例如集成电路(IC)器件尤其是大规模集成电路(LSIC)器件而言，存在着众多的电学特性(例如，电流、电压特性等)。确定不同电学特性之间的相关性，是对整个系统如集成电路器件进行特性表征的基础。已知的主要成分分析(Principal Components Analysis,PCA)方法是针对线性系统的，而无法用于对非线性系统进行分析。而对于大多数电子器件如集成电路器件而言，由于其中众多的变量(电学特性)为非线性变量且相互之间具有较强相关性，需要采取数据筛选的方法来提取两两变量之间的相互影响趋势(即，通过筛选而降低由其他变量变化导致的两个被提取变量的变化)。但是，常规的筛选方法无法从有限的采样数据中精确提取这种趋势。有鉴于此，需要提供一种新颖的方法来分析电子器件中的两两电学特性之间相互的影响趋势，以便对这种电子器件的非线性系统进行精确的特性表征，并由此来改进器件的设计和制造。

发明内容
本发明的目的在于提供一种电子器件中电学特性相关性的分析方法。根据本发明的一个方面，提供了一种电子器件的电学特性相关性分析方法。电子
器件可以包括多个电学特性vl、v2、v3.....vm，其中m是大于I的整数。电学特性v2、
v3、 、vm构成(m-1)维空间，(v2i, v3i, , vmi)为所述(m-1)维空间中的点；针对所述(m-1)维空间中的多个离散的测量点(v2k,v3k,. . . ,vmk),已经获得了电学特性vl的相应多个测量值，其中i、k表示点的索引。该方法包括在所述(m-1)维空间中，对所述多个测量点(v2k, v3k, . . . , vmk)进行Delaunay三角剖分;根据Delaunay三角剖分结果,通过插值计算得到多个插值点(v2i, v3i, . . . , vmi)处电学特性vl的相应多个插值值；以及根据所述多个测量点、所述多个插值点以及相应的所述多个测量值、所述多个插值值，得到电学特性vl与v2之间的相关性。这样，通过插值，可以扩展有限的测量采样，并从而根据扩展后的数据更为精确地提取出电学特性之间的相关性。优选地,插值计算的步骤包括利用插值点所处的Delaunay三角剖分区的顶点处的测量点所对应的测量值，来进行插值计算以得到该插值点相对应的插值值，其中所述 Delaunay三角剖分区是由于Delaunay三角剖分而得到的。根据本发明的实施例，利用Delaunay三角剖分方法，可以有效地进行插值计算。例如，当m = 3时，Delaunay三角剖分区为三角形；当m = 4时，Delaunay三角剖分区为四面体。 优选地，在得到电学特性vl与v2之间的相关性的步骤中，针对所述多个测量点以及所述多个插值点，选择(v2i, v3i = C3, v4i = C4, . . . , vmi = Cm)的点以及相对应的电学特性vl的值，来得到电学特性vl与v2之间的相关性，其中C3、C4.....Cm为常数。根据本发明的实施例,通过固定v3、v4、…、vm,可以去除它们的浮动对vl/v2的变化所造成的影响。优选地，所述多个插值点均为(v2i, v3i = C3, v4i = C4, . . . , vmi = Cm)的点。优选地，选择所述多个电学特性vl、v2、v3、 、vm,使得v3、 、vm实质上与该电子器件的物理结构特性Sk无关，从而得到的电学特性vl与v2之间的相关性反映出所述物理结构特性sk。这样，可以得出单独的物理结构特性sk对于器件电学特性的作用，并因此可以判断该物理结构特性sk是否适当。优选地，所述电子器件包括集成电路器件。在这种情况下，所述电学特性包括饱和区电流、线性区电流、沟道反型电容、沟道与源漏交叠电容、亚阈值斜率、漏电流和/或阈值电压，以及所述物理结构特性包括栅长、栅介质厚度、迁移率和/或寄生电阻。根据本发明的另一方面，还提供了一种电子器件的结构优化方法，包括根据上述方法，得到电学特性vl与v2之间的相关性，该相关性反映出所述物理结构特性sk ;以及选择物理结构特性sk的适当值，以优化该电子器件。


通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中图I示出了根据本发明实施例的器件电学特性相关性分析方法的示意流程图；图2示出了根据本发明实施例的数据采样扩充的示意流程图；图3示出了根据本发明实施例的Delaunay三角剖分的示例；以及图4示出了根据本发明实施例的对CMOS器件中电学特性间相关性进行分析的示例。
具体实施例方式以下，通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知知识和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。图I示出了根据本发明实施例的器件电学特性相关性分析方法的示意流程图。如图I所示，根据该实施例的器件电学特性相关性分析方法从步骤101开始。在
此，假设要分析的电子器件包括多个电学特性vl、v2、v3.....vm，其中m是大于I的整数。
例如，这种电学特性可以是器件向外部表现出的电压/电流特性等，包括但不限于驱动电流、漏电流、阈值电压等。需要指出的是，电子器件还可以包括其他电学特性。这种电学特性例如可以通过在器件完成之后通过电学测试来测量获得，或者可以通过对器件模型进行仿真来获得。
这些电学特性vl、v2、v3、. . .、vm中的至少一部分彼此之间具有相关性。在此,假设需要分析特性vl与v2之间的相关性，即vl = f (v2, v3, . . . , vm)。也就是说，变量v3，...，vm是该系统(即，所分析的电子器件)中对于vl与v2之间的相关性造成影响的其他电学特性或这些电学特性的一部分。这里，以f(...)来表示这种相关性，f(...)可以并非是能够解析表达的函数。在此，可以将变量v2，v3, , vm视为(m_l)维空间中的各个维度，从而(v2i， v3i,. . . , vmi)构成该(m-1)维空间中的一个“点”。相应的 vli ( = f (v2i, v3i,. . . , vmi)) 是该“点”处的“函数值”。以下，为了说明的方便，引入如下定义
(m-1)维空间由变量v2, v3, vm (电学特性)构成其各个维度的空间(离散)点(m-1)维空间中的点(v2i, v3i, vmi)离散点的函数值点(v2i, v3i, vmi)所对应的 vli 值测量采样通过测量或者电路测试获得的变量组合[Cv2k, v3k,…，vmk), vlk]补充采样根据测量釆样，通过插值获得的变量组合[(v2i, v3i,…，vmi), vli]
权利要求
1.一种电子器件的电学特性相关性分析方法，其中所述电子器件包括多个电学特性 vl、v2、v3、 、vm,其中m是大于I的整数，电学特性v2、v3、 、vm构成(m_l)维空间， (v2i, v3i, . . . , vmi)为所述(m_l)维空间中的点,针对所述(m_l)维空间中的多个离散的测量点(v2k，v3k, . . .，vmk)，已经获得了电学特性vl的相应多个测量值，其中i、k表示点的索引，该方法包括在所述(m-1)维空间中，对所述多个测量点(v2k, v3k, . . . , vmk)进行Delaunay三角剖分；根据Delaunay三角剖分结果,通过插值计算得到多个插值点(v2i, v3i, , vmi)处电学特性vl的相应多个插值值；以及根据所述多个测量点、所述多个插值点以及相应的所述多个测量值、所述多个插值值， 得到电学特性vl与v2之间的相关性。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，插值计算的步骤包括利用插值点所处的Delaunay三角剖分区的顶点处的测量点所对应的测量值，来进行插值计算以得到该插值点相对应的插值值，其中所述Delaunay三角剖分区是由于 Delaunay三角剖分而得到的。
3.根据权利要求2所述的方法,其中，当m= 3时，Delaunay三角剖分区为三角形；当 m = 4时，Delaunay三角剖分区为四面体。
4.根据权利要求I所述的方法，其中，在得到电学特性vl与v2之间的相关性的步骤中，针对所述多个测量点以及所述多个插值点，选择(v2i, v3i = C3, v4i = C4, . . . , vmi =Cm)的点以及相对应的电学特性vl的值，来得到电学特性vl与v2之间的相关性，其中 C3、C4、.、Cm 为常数。
5.根据权利要求4所述的方法,其中，所述多个插值点均为(v2i,v3i = C3, v4i = C4, . . . , vmi = Cm)的点。
6.根据权利要求I所述的方法，其中，选择所述多个电学特性vl、v2、v3.....vm，使得v3.....vm实质上与该电子器件的物理结构特性sk无关，从而得到的电学特性vl与v2之间的相关性反映出所述物理结构特性sk。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述电子器件包括集成电路器件，以及所述电学特性包括饱和区电流、线性区电流、沟道反型电容、沟道与源漏交叠电容、亚阈值斜率、漏电流和/或阈值电压，所述物理结构特性包括栅长、栅介质厚度、迁移率和/或寄生电阻。
8.一种电子器件的结构优化方法，包括根据权利要求6所述的方法，得到电学特性vl与v2之间的相关性，该相关性反映出所述物理结构特性sk ;以及选择物理结构特性sk的适当值，以优化该电子器件。
全文摘要
本申请公开了一种器件电学特性相关性分析方法及器件结构优化方法。电子器件可以包括多个电学特性v1、v2、v3、...、vm，其中电学特性v2、v3、...、vm构成(m-1)维空间。针对该(m-1)维空间中多个离散的测量点(v2k，v3k，...，vmk)，已经获得了电学特性v1的相应多个测量值。该电学特性相关性分析方法包括在(m-1)维空间中，对多个测量点(v2k，v3k，...，vmk)进行Delaunay三角剖分；根据Delaunay三角剖分结果，通过插值计算得到多个插值点(v2i，v3i，...，vmi)处电学特性v1的相应多个插值值；以及根据这些测量点、插值点以及相应的测量值、插值值，得到电学特性v1与v2之间的相关性。
文档编号G01R31/28GK102608514SQ20111002316
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者朱慧珑, 梁擎擎, 钟汇才 申请人:中国科学院微电子研究所