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专利名称：一种扩散电阻的仿真方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路领域，尤其涉及一种扩散电阻的仿真方法及系统。
技术背景
电阻是集成电路中的常用器件之一，常用的电阻包括多晶电阻和扩散电阻。
现有技术中对于包含第三端的扩散电阻进行仿真时，一般使用以下公式1所示的三端电阻模型作为扩散电阻的电阻模型。
R = R0*(l+pvcl*abs((v(n3，η 1 ) + ν ( η 3 , η2))/2)+pvc2* (ν (η3, nl)+v(n3, η 2))/2 * (ν (η 3, nl)+v(n3, η2))/2) (1)
但是，发明人发现，利用该三端电阻模型对包含第三端的扩散电阻进行仿真时，仿真结果偏差大，仿真精度低。发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种扩散电阻的仿真方法及系统，能够提高扩散电阻的仿真精度。
为此，本发明实施例采用如下技术方案
本发明实施例提供一种扩散电阻的仿真方法，包括
将扩散电阻的第一端接预设第一电压，第二端接地，对第三端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第二电压；测量对第三端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；根据对第三端进行电压扫描过程中扩散电阻第三端的扫描电压和测量得到的电流，确定扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；
将扩散电阻的第三端接地，第一端和第二端中的一端接地，对另一端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第三电压；测量对所述另一端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；根据对所述另一端进行电压扫描的过程中所述另一端的扫描电压和测量得到的电流、以及所述一阶电压系数和二阶电压系数，确定扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；
根据扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数建立扩散电阻的仿真模型；
根据所述仿真模型进行扩散电阻的仿真。
根据对第三端进行电压扫描过程中扩散电阻第三端的扫描电压和测量得到的电流，确定扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数包括
根据扩散电阻第三端的扫描电压以及测量得到的扫描电压对应的电流计算扩散电阻第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值；
将扩散电阻第三端的扫描电压以及第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值代入到以下公式中，提取出扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；
R(Vl) = R0*[l+pvcl*abs(V3)+pvc2*V3*V3]
其中，RO表示扩散电阻的零偏压电阻值，V3表示扩散电阻第三端的电压，pvcl表示第三端调制效应的一阶电压系数；pvc2表示第三端调制效应的二阶电压系数；R(Vl)表示扩散电阻第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值。
根据对所述另一端进行电压扫描的过程中所述另一端的扫描电压和测量得到的电流、以及所述一阶电压系数和二阶电压系数，确定扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数包括
根据所述另一端的扫描电压以及测量得到的扫描电压对应的电流计算所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值；
将所述另一端的扫描电压以及所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值代入到以下公式中，提取出扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；
R(Vl) = R0*[l+pvcl*abs(V2/2)+pvc2*(V2/2)*(V2/2)]*(l+pvc3*V2+pvc4*V2* V2)；
其中，RO表示扩散电阻的零偏压电阻值，V2表示所述另一端的电压，pvc3表示速度饱和效应的一阶电压系数；pvc4表示速度饱和效应的二阶电压系数；R(Vl)表示所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值。
根据扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数建立扩散电阻的仿真模型包括
将所述扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数代入到以下公式中，建立扩散电阻的仿真模型；
R = RO(1+pvcl((abs(V1-V3)+abs(V2-V3))/2)+pvc2((abs(V1-V3)+abs (V2-V3)) /2)*((abs(V1-V3)+abs(V2-V3))/2)))*(l+pvc3*abs(V2-V1)+pvc4(V2-V1)*(V2-V1))；
其中，Vl表示第一端和第二端中接地一端的电压；V2表示所述另一端的电压；V3 表示第三端的电压；abs表示绝对值，R表示扩散电阻的电阻值。
所述预设第一电压不大于0. 5V。
所述预设第一电压为0. IV。
本发明实施例提供一种扩散电阻的仿真系统，包括
第一测量单元，用于将扩散电阻的第一端接预设第一电压，第二端接地，对第三端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第二电压；测量对第三端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；
第一确定单元，用于根据第一测量单元对第三端进行电压扫描过程中扩散电阻第三端的扫描电压和测量得到的电流，确定扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；
第二测量单元，用于将扩散电阻的第三端接地，第一端和第二端中的一端接地，对另一端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第三电压；测量对所述另一端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；
第二确定单元，用于根据第二测量单元对所述另一端进行电压扫描的过程中所述另一端的扫描电压和测量得到的电流、以及所述一阶电压系数和二阶电压系数，确定扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；
建立单元，用于根据扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数建立扩散电阻的仿真模型；
仿真单元，用于根据所述仿真模型进行扩散电阻的仿真。
第一确定单元包括
第一计算子单元，用于根据扩散电阻第三端的扫描电压以及测量得到的扫描电压对应的电流计算扩散电阻第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值；
第一提取子单元，用于将扩散电阻第三端的扫描电压以及第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值代入到以下公式中，提取出扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；
R(V3) = R0*[l+pvcl*abs(V3)+pvc2*V3*V3]
其中，RO表示扩散电阻的零偏压电阻值，V3表示扩散电阻第三端的电压，pvcl表示第三端调制效应的一阶电压系数；pvc2表示第三端调制效应的二阶电压系数；R(V3)表示扩散电阻第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值。
第二确定单元包括
第二计算子单元，用于根据所述另一端的扫描电压以及测量得到的扫描电压对应的电流计算所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值；
第二提取子单元，用于将所述另一端的扫描电压以及所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值代入到以下公式中，提取出扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；
R(Vl) = R0*[l+pvcl*abs(V2/2)+pvc2*(V2/2)*(V2/2)]*(l+pvc3*V2+pvc4*V2* V2)；
其中，RO表示扩散电阻的零偏压电阻值，V2表示所述另一端的电压，pvc3表示速度饱和效应的一阶电压系数；pvc4表示速度饱和效应的二阶电压系数；R(Vl)表示所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值。
建立单元具体用于
将所述扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数代入到以下公式中，建立扩散电阻的仿真模型；
R = RO(1+pvcl((abs(V1-V3)+abs(V2-V3))/2)+pvc2((abs(V1-V3)+abs (V2-V3)) /2)*((abs (V1-V3)+abs(V2-V3))/2)))*(l+pvc3*abs(V2-V1)+pvc4(V2-V1)*(V2-V1))；
其中，Vl表示第一端和第二端中接地一端的电压；V2表示所述另一端的电压；V3 表示第三端的电压；abs表示绝对值，R表示扩散电阻的电阻值
对于上述技术方案的技术效果分析如下
将扩散电阻的第一端接预设第一电压，第二端接地，对第三端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第二电压；测量对第三端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；根据对第三端进行电压扫描过程中扩散电阻第三端的扫描电压和测量得到的电流，确定扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；将扩散电阻的第三端接地，第一端和第二端中的一端接地，对另一端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第三电压；测量对所述另一端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；根据对所述另一端进行电压扫描的过程中所述另一端的扫描电压和测量得到的电流、以及所述一阶电压系数和二阶电压系数，确定扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；根据扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数建立扩散电阻的仿真模型；根据所述仿真模型进行扩散电阻的仿真。从而在该仿真方法中，既提取扩散电阻的第三端的调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，又提取扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数，因此，根据以上电压系数所建立扩散电阻的仿真模型既能够体现扩散电阻第三端的调制效应，又能够体现扩散电阻的速度饱和效应，从而使得建立的仿真模型更为接近实际扩散电阻的电学特性，提高了扩散电阻的仿真精度。


图1为现有技术扩散电阻一端扫描电压从0变化到30V另两端接地时扩散电阻的仿真结果示意图2为现有技术扩散电阻第一端扫描电压从20V变化到30V，另两端接地时扩散电阻的仿真结果示意图3为本发明实施例第一种扩散电阻仿真方法流程示意图4为本发明实施例第二种扩散电阻仿真方法流程示意图5为本发明实施例扩散电阻一端扫描电压从0变化到30V另两端接地时扩散电阻的仿真结果示意图6为本发明实施例扩散电阻第一端扫描电压从20V变化到30V，另两端接地时扩散电阻的仿真结果示意图7为本发明实施例扩散电阻仿真系统结构示意图8为本发明实施例扩散电阻仿真系统中第一确定单元实现结构示意图9为本发明实施例扩散电阻仿真系统中第二确定单元实现结构示意图。
具体实施方式
公式1所示的三端电阻模型的电压系数体现了扩散电阻第三端的调制效应，但是并没有体现在高电势下扩散电阻的速度饱和效应，从而扩散电阻两端电压变化时，扩散电阻的仿真结果会产生很大偏差。
如图1，为扩散电阻一端扫描电压从0变化到30V，第二端和第三端接地时，扩散电阻的仿真结果与测量结果对比图；如图2，为扩散电阻第一端扫描电压从20V变化到30V，第二端和第三端接地时，扩散电阻的仿真结果与测量结果对比图。通过图1和图2可知，扩散电阻在两端电压压差一致时，扩散电阻两端的电压大小对扩散电阻的仿真结果影响较大。
如表1所示，以扩散电阻中的N阱电阻为例，由于NW电阻在PW中扩散生成，NW电势升高使得NW和PW间的空间电荷区变大，NW电阻深度减小，电阻变大。
表 权利要求
1.一种扩散电阻的仿真方法，其特征在于，包括将扩散电阻的第一端接预设第一电压，第二端接地，对第三端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第二电压；测量对第三端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；根据对第三端进行电压扫描过程中扩散电阻第三端的扫描电压和测量得到的电流，确定扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；将扩散电阻的第三端接地，第一端和第二端中的一端接地，对另一端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第三电压；测量对所述另一端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；根据对所述另一端进行电压扫描的过程中所述另一端的扫描电压和测量得到的电流、 以及所述一阶电压系数和二阶电压系数，确定扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；根据扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数建立扩散电阻的仿真模型； 根据所述仿真模型进行扩散电阻的仿真。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对第三端进行电压扫描过程中扩散电阻第三端的扫描电压和测量得到的电流，确定扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数包括根据扩散电阻第三端的扫描电压以及测量得到的扫描电压对应的电流计算扩散电阻第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值；将扩散电阻第三端的扫描电压以及第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值代入到以下公式中，提取出扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数； R(Vl) = R0*[l+pvcl*abs(V3)+pvc2*V3*V3]其中，RO表示扩散电阻的零偏压电阻值，V3表示扩散电阻第三端的电压，pvcl表示第三端调制效应的一阶电压系数；pvc2表示第三端调制效应的二阶电压系数；R(Vl)表示扩散电阻第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据对所述另一端进行电压扫描的过程中所述另一端的扫描电压和测量得到的电流、以及所述一阶电压系数和二阶电压系数，确定扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数包括根据所述另一端的扫描电压以及测量得到的扫描电压对应的电流计算所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值；将所述另一端的扫描电压以及所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值代入到以下公式中，提取出扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；R(Vl) = R0*[l+pvcl*abs(V2/^)+pvc2*(V2/^)*(V2/2)]*(l+pvc3*V2+pvc4*V2*V2)； 其中，RO表示扩散电阻的零偏压电阻值，V2表示所述另一端的电压，pvc3表示速度饱和效应的一阶电压系数；pvc4表示速度饱和效应的二阶电压系数；R(Vl)表示所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，根据扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数建立扩散电阻的仿真模型包括将所述扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数代入到以下公式中，建立扩散电阻的仿真模型；R = RO(1+pvcl((abs(V1-V3)+abs(V2-V3))/2)+pvc2((abs(V1-V3)+abs(V2-V3))/2)* ((abs(V1-V3)+abs(V2-V3))/2)))*(l+pvc3*abs(V2-V1)+pvc4(V2-V1)*(V2-V1))；其中，Vl表示第一端和第二端中接地一端的电压；V2表示所述另一端的电压；V3表示第三端的电压；abs表示绝对值，R表示扩散电阻的电阻值。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述预设第一电压不大于 0. 5V。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设第一电压为0.IV。
7.一种扩散电阻的仿真系统，其特征在于，包括第一测量单元，用于将扩散电阻的第一端接预设第一电压，第二端接地，对第三端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第二电压；测量对第三端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；第一确定单元，用于根据第一测量单元对第三端进行电压扫描过程中扩散电阻第三端的扫描电压和测量得到的电流，确定扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；第二测量单元，用于将扩散电阻的第三端接地，第一端和第二端中的一端接地，对另一端进行电压扫描，扫描电压取值为0至预设第三电压；测量对所述另一端进行电压扫描的过程中扩散电阻的电流；第二确定单元，用于根据第二测量单元对所述另一端进行电压扫描的过程中所述另一端的扫描电压和测量得到的电流、以及所述一阶电压系数和二阶电压系数，确定扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；建立单元，用于根据扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数建立扩散电阻的仿真模型； 仿真单元，用于根据所述仿真模型进行扩散电阻的仿真。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，第一确定单元包括第一计算子单元，用于根据扩散电阻第三端的扫描电压以及测量得到的扫描电压对应的电流计算扩散电阻第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值；第一提取子单元，用于将扩散电阻第三端的扫描电压以及第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值代入到以下公式中，提取出扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；R(V3) = R0*[l+pvcl*abs(V;3)+pvc2*V3*V3]其中，RO表示扩散电阻的零偏压电阻值，V3表示扩散电阻第三端的电压，pvcl表示第三端调制效应的一阶电压系数；pvc2表示第三端调制效应的二阶电压系数；R(V;3)表示扩散电阻第三端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，第二确定单元包括第二计算子单元，用于根据所述另一端的扫描电压以及测量得到的扫描电压对应的电流计算所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值；第二提取子单元，用于将所述另一端的扫描电压以及所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值代入到以下公式中，提取出扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；R(Vl) = R0*[l+pvcl*abs(V2/2)+pvc2*(V2/2)*(V2/2)]*(l+pvc3*V2+pvc4*V2*V2)； 其中，RO表示扩散电阻的零偏压电阻值，V2表示所述另一端的电压，pvc3表示速度饱和效应的一阶电压系数；pvc4表示速度饱和效应的二阶电压系数；R(Vl)表示所述另一端的扫描电压对应的扩散电阻的电阻值。
10.根据权利要求7至9任一项所述的系统，其特征在于，建立单元具体用于 将所述扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数代入到以下公式中，建立扩散电阻的仿真模型；R = RO(1+pvcl((abs(V1-V3)+abs(V2-V3))/2)+pvc2((abs(V1-V3)+abs(V2-V3))/2)* ((abs (V1-V3)+abs(V2-V3))/2)))*(l+pvc3*abs(V2-V1)+pvc4(V2-V1)*(V2-V1))；其中，Vl表示第一端和第二端中接地一端的电压；V2表示所述另一端的电压；V3表示第三端的电压；abs表示绝对值，R表示扩散电阻的电阻值。
全文摘要
本发明公开了一种扩散电阻的仿真方法及系统，方法中，确定扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数；并且，，确定扩散电阻的速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数；根据扩散电阻的第三端调制效应的一阶电压系数和二阶电压系数，以及速度饱和效应的一阶电压系数和二阶电压系数建立扩散电阻的仿真模型；根据所述仿真模型进行扩散电阻的仿真。
文档编号G01R27/14GK102521466SQ20111044863
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者张磊兢, 胡林辉 申请人:上海新进半导体制造有限公司