一种CMOS掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术一种cmos掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法技术领域1.本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种cmos掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法。背景技术：2.随着半导体工艺的不断发展，目前在集成电路中应用最多的工艺为互补型金属氧化物工艺，即cmos工艺，这种工艺具有很多优点，例如：功耗低、速度快、集成度高和抗干扰能力强等。在cmos工艺中，同时包含了nmos和pmos晶体管，其中涉及到很多次掺杂，不同的掺杂浓度会导致不同的器件和电路特性，例如：漂移区掺杂浓度增大会使得器件导通电阻减小，根据欧姆定律可以得出idlin增大；掺杂浓度增大会引起临界击穿电场强度增大，器件更容易击穿，击穿电压减小。因此获取掺杂的准确参数对于研发新型半导体器件和设计复杂的电路系统至关重要。3.在实际的工艺过程中，对器件掺杂经常会采用高斯掺杂，这是一种有限表面源扩散，在整个扩散过程中，硅片内的杂质总量保持不变，只依靠扩散前在硅片表面上已淀积的那一薄层内有限数量的杂质原子，向硅片体内进行扩散。随着扩散时间的增长，表面杂质浓度不断下降，并不断向内部推进扩散。对应于coms器件，扩散时间越长，漂移区的扩散深度就越大，峰值掺杂浓度越小，器件表面掺杂浓度下降，idlin减小，击穿电压增大。此外，漂移区长度也会对器件特性造成影响。对于转移特性，漂移区越长，载流子从源极到漏极的路径越长，导通电阻越大，idlin会减小；对于击穿特性，漂移区越长，能承受的电压越大，击穿电压会增大。4.目前，制造工艺和器件结构特性趋于复杂，掺杂的具体过程也很难得到精确地控制，通过实验测试往往只能获得器件的电流或电压等端特性，在确定准确的掺杂浓度峰值、扩散参数等信息方面存在困难。而难以确定器件在实际掺杂中的各项具体参数，会使得对于器件特性分析的准确度受到影响，可能出现较大误差。技术实现要素：5.为了解决相关技术中存在的上述问题，本发明提供了一种cmos掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：6.本发明提供一种cmos掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法，包括：7.获取尺寸不同的多个cmos器件的工作条件、第一特性数据、第二特性数据、初始掺杂参数和结构参数；8.从每个cmos器件的第一特性数据和第二特性数据中，选择预设条件下的端特性值，得到原始第一端特性值和原始第二端特性值；9.基于所述工作条件、所述结构参数和所述初始掺杂参数，通过对每个cmos器件的第一特性的仿真，以及对所述初始掺杂参数的调整，确定至少两组仿真掺杂参数；在所述至少两组仿真掺杂参数下，每个cmos器件的第一仿真端特性值与该cmos器件的第一原始端特性值之间的误差值均小于第一预设阈值；10.根据所述至少两组仿真掺杂参数，对每个cmos器件的第二特性仿真，从仿真结果中选择每组仿真掺杂参数下每个cmos器件在所述预设条件下的第二端特性值，得到第二仿真端特性值；11.根据所述第二原始端特性值和所述第二仿真端特性值，从所述至少两组仿真掺杂参数中选择一组目标参数；在所述目标参数下，每个cmos器件的第二仿真端特性值与该cmos器件的第二原始端特性值之间的误差最小，且误差均小于或等于第二预设阈值。12.在一些实施例中，所述第一特性为击穿特性和转移特性中的任意一个，所述第二特性为击穿特性和转移特性中的另一个；对应的，所述原始第一端特性值为原始击穿电压和线性区的原始漏极电流中的任意一个，所述原始第二端特性值为原始击穿电压和线性区的原始漏极电流中的另一个。13.在一些实施例中，所述多个cmos器件之间的结构参数和掺杂参数均相同，漂移区长度均不同。14.在一些实施例中，每组仿真掺杂参数包括：漂移区每次的掺杂浓度和沟道区每次的掺杂浓度；不同组仿真掺杂参数之间的至少一次漂移区或沟道区的掺杂浓度不同；所述基于所述工作条件、所述结构参数和所述初始掺杂参数，通过对每个cmos器件的第一特性的仿真，以及对所述初始掺杂参数的调整，确定至少两组仿真掺杂参数，包括：15.将所述工作条件、所述结构参数和所述初始掺杂参数输入仿真平台，分别仿真得到尺寸不同的所述多个cmos器件，以及每个cmos器件的第一初始仿真特性数据；16.从所述第一初始仿真特性数据中选择每个cmos器件在所述预设条件下的第一端特性值，得到第一初始仿真端特性值；17.基于所述原始第一端特性值与所述第一初始仿真端特性值之间的差异，多次调整所述初始掺杂参数，并在每次调整后，采用调整得到的一组仿真掺杂参数对仿真出的每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第一仿真特性数据；18.将多组仿真掺杂参数一一对应的多个第一仿真特性数据中，每个第一仿真特性数据中每个cmos器件在所述预设条件下的第一端特性值，作为一组第一仿真端特性值，得到多组第一仿真端特性值；19.根据所述多组第一仿真端特性值之间的变化关系，以及所述多组仿真掺杂参数与所述多组第一仿真端特性值之间的对应关系，确定掺杂参数与第一仿真端特性值之间的影响关系；20.根据所述影响关系对所述初始掺杂参数进行调整，根据调整得到的掺杂参数，确定所述至少两组仿真掺杂参数。21.在一些实施例中，所述基于所述原始第一端特性值与所述第一初始仿真端特性值之间的差异，多次调整所述初始掺杂参数，并在每次调整后，采用调整得到的一组仿真掺杂参数对仿真出的每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第一仿真特性数据，包括：22.基于所述原始第一端特性值与所述第一初始仿真端特性值之间的差异，对所述初始掺杂参数进行第i次调整，得到第i组仿真掺杂参数；i为1至m-1中的整数；m为大于或等于2的整数；23.采用所述第i组仿真掺杂参数对每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到每个尺寸的cmos器件的第i次第一仿真特性数据；24.从所述第i次第一仿真特性数据中选择每个cmos器件在所述预设条件下的第一端特性值，得到第i次第一仿真端特性值；25.基于所述原始第一端特性值、所述第一初始仿真端特性值，以及所述第i次第一仿真端特性值之间的差异，对所述初始掺杂参数进行第i+1次调整，得到第i+1组仿真掺杂参数；26.采用所述第i+1组仿真掺杂参数对每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到每个尺寸的cmos器件的第i+1次第一仿真特性数据；27.基于所述原始第一端特性值、所述第一初始仿真端特性值、所述第i次第一仿真端特性值，以及所述第i+1次第一仿真特性数据中的第i+1次第一仿真端特性值之间的差异，对所述初始掺杂参数进行第i+2次调整，得到第i+2组仿真掺杂参数，如此循环，直至得到第m次第一仿真特性数据。28.在一些实施例中，所述根据所述影响关系对所述初始掺杂参数进行调整，根据调整得到的掺杂参数，确定所述至少两组仿真掺杂参数，包括：29.当根据所述影响关系，对所述初始掺杂参数进行多次调整，对应得到多组掺杂参数时，采用每组掺杂参数对仿真出的每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到该组掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第一仿真特性数据；30.将该第一仿真特性数据中每个cmos器件在所述预设条件下的第一端特性值，作为第一仿真端特性值；31.计算每个cmos器件的第一原始端特性值与该组掺杂参数下该cmos器件的第一仿真端特性值之间的误差值，得到该组掺杂参数下该cmos器件对应的误差结果；32.当该组掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差结果均小于所述第一预设阈值时，确定该组掺杂参数为选择出的一组仿真掺杂参数，从而得到所述至少两组仿真掺杂参数。33.在一些实施例中，所述根据所述第二原始端特性值和所述第二仿真端特性值，从所述至少两组仿真掺杂参数中选择出一组目标仿真掺杂参数，包括：34.计算每个cmos器件的第二原始端特性值与每组仿真掺杂参数下该cmos器件的第二仿真端特性值之间的误差值；35.当一组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差值，均为所述至少两组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差值中的最小误差值，并且，所述最小误差值均小于或等于第二预设阈值时，将该组仿真掺杂参数作为所述目标参数。36.在一些实施例中，所述根据所述至少两组仿真掺杂参数，对每个cmos器件的第二特性仿真，从仿真结果中选择每组仿真掺杂参数下每个cmos器件在所述预设条件下的第二端特性值，得到第二仿真端特性值，包括：37.采用每组选择出的仿真掺杂参数，对仿真出的每个尺寸的cmos器件的第二特性进行仿真，得到该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第二仿真特性数据；38.从该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第二仿真特性数据中，对应选择该cmos器件在所述预设条件下的第二端特性值，从而得到该组仿真掺杂参数下所述多个cmos器件各自的第二仿真端特性值。39.在一些实施例中，第一特性为转移特性，所述第二特性为击穿特性；对应的，所述原始第一端特性值为线性区的原始漏极电流，所述原始第二端特性值为原始击穿电压，所述第一仿真端特性值为线性区的仿真漏极电流，所述第二仿真端特性值为仿真击穿电压。40.本发明具有如下有益技术效果：41.通过本发明提供的优化方法，不仅可以在已知器件的工作条件、第一特性数据、第二特性数据、初始掺杂参数和结构参数的情况下，通过仿真确定出器件的具体掺杂浓度信息，并且，通过对尺寸不同的多个器件进行仿真，能够减少因单一器件往往受到更多参数的影响，得到的漂移区扩散深度、杂质分布和漂移区长度等参数值不唯一，进而难以得到器件的准确的掺杂浓度信息的情况；从而，可以得到器件的准确的掺杂浓度信息，实现了对器件的掺杂浓度信息的准确校准。42.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。附图说明43.图1为本发明实施例提供的cmos掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法的一个流程图；44.图2为本发明实施例提供的示例性的idlin与漂移区长度ldiff之间的反比例关系示意图；45.图3a为本发明实施例提供的示例性的改变漂移区某一次高斯掺杂的峰值浓度对器件的idlin的影响的示意图；46.图3b为本发明实施例提供的示例性的改变沟道区某一次高斯掺杂的峰值浓度对器件的idlin的影响的示意图；47.图4为本发明实施例提供的示例性的不同漂移区长度的ldmos器件的原始idlin与仿真idlin之间的对比示意图；48.图5为本发明实施例提供的示例性的对于漂移区长度不同的器件，调整峰值掺杂浓度后，从满足要求的峰值掺杂浓度中选择其中三组进行仿真，得到的仿真idlin与原始idlin的对比折线图；49.图6为本发明实施例提供的示例性的三条均满足idlin和ldiff的反比例关系的折线的示意图；50.图7为本发明实施例提供的示例性的采用选出的三组仿真掺杂参数分别对不同漂移区长度的ldmos器件进行仿真后，在每组仿真掺杂参数下不同漂移区长度的ldmos器件的仿真击穿电压与各自的原始击穿电压之间的对比关系示意图；51.图8为本发明实施例提供的示例性的不同漂移区长度的ldmos器件，在仿真过程中改变漂移区某一次高斯掺杂的峰值浓度时，器件的击穿电压随着峰值掺杂浓度变化的折线图；52.图9a为本发明实施例提供的示例性的随着器件的漂移区长度的变化，仿真击穿电压与原始击穿电压的变化对比示意图；53.图9b为本发明实施例提供的示例性的随着器件的漂移区长度的变化，仿真idlin与原始idlin的变化对比示意图。具体实施方式54.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。55.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。57.尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。58.图1是本发明实施例提供的一种cmos掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法的一个流程图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：59.s101、获取尺寸不同的多个cmos器件的工作条件、第一特性数据、第二特性数据、初始掺杂参数和结构参数。60.本发明提供的cmos掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法可以由安装有仿真软件的计算机设备执行，并且，该计算机设备可以通过输入部件(触控屏幕、鼠标、键盘等)接收用户输入的一些指令或信息，根据这些指令会或信息执行本发明提供的cmos掺杂参数工艺-设计协同校准及优化方法。61.这里，可以通过获取尺寸不同的多个cmos器件的工艺文件来获取这些器件的工作条件、第一特性数据、第二特性数据、初始掺杂参数和结构参数。cmos器件的工艺文件可以是该cmos器件出厂时带有的说明文件，其中，该说明文件中可以包括该cmos器件的工作条件、转移特性曲线、击穿特性曲线、该cmos器件的各个区域在特定的掺杂次数中每次的掺杂浓度等掺杂参数(即初始掺杂参数，往往是不够精确的)，以及该cmos器件的沟道长度、源极的长度、漏极的长度等结构参数。62.这里，第一特性数据可以为转移特性曲线和击穿特性曲线中的任意一个，对应的，第二特性数据可以为转移特性曲线和击穿特性曲线中的另一个。63.这里，尺寸不同的多个cmos器件可以是漂移区长度不同但是其余工艺参数相同的多个cmos器件，具体可以是漂移区长度不同但是其余工艺参数相同的多个ldmos器件。示例性的，可以为：18v hs nldmos、20v hs nldmos、24v hs nldmos和30v hs nldmos，对应的漂移区长度分别为1.5μm、1.65μm、2μm和2.4μm。64.s102、从每个cmos器件的第一特性数据和第二特性数据中，选择预设条件下的端特性值，得到原始第一端特性值和原始第二端特性值。65.这里，当第一特性数据为转移特性曲线时，第二特性数据为击穿特性曲线，原始第一端特性值为线性区的原始漏极电流，以下简称为原始idlin，原始第二端特性值为原始击穿电压，以下简称为原始bv。66.这里，每个cmos器件的原始idlin是从该cmos器件的转移特性曲线中选择出的一个预设条件下的idlin，每个cmos器件的原始bv是从该cmos器件的击穿特性曲线中选择出的一个预设条件下的bv。67.这里，预设条件可以根据器件的种类的不同而确定，例如，当尺寸不同的多个ldmos器件为：18v hs nldmos、20v hs nldmos、24v hs nldmos和30v hs nldmos时，预设条件可以包括：1)vd＝0.1v，且vg＝5v；2)id＝1μa，从而，选出的原始第一端特性值可以为当vd＝0.1v，且vg＝5v时的idlin，以及，选出的原始第二端特性值可以为当id＝1μa时的电压。68.s103、基于工作条件、结构参数和初始掺杂参数，通过对每个cmos器件的第一特性的仿真，以及对初始掺杂参数的调整，确定至少两组仿真掺杂参数；在至少两组仿真掺杂参数下，每个cmos器件的第一仿真端特性值与该cmos器件的第一原始端特性值之间的误差值均小于第一预设阈值。69.这里，每组掺杂参数可以是对初始掺杂参数进行多次调整而对应获得的一组掺杂参数。每组掺杂参数可以包括：漂移区每次的掺杂浓度和沟道区每次的掺杂浓度；不同组掺杂参数之间的至少一次漂移区或沟道区的掺杂浓度不同。70.这里，由于这多个cmos器件只有漂移区的长度不同，其他工艺参数相同，因而，这多个cmos器件每次仿真可以共用每一组掺杂参数。71.这里，仿真使用的仿真平台可以是sentaurus tcad平台。72.具体的，可以先将工作条件、结构参数和初始掺杂参数输入仿真平台，分别仿真得到尺寸不同的多个cmos器件，以及每个cmos器件的第一初始仿真特性数据；之后，从第一初始仿真特性数据中选择每个cmos器件在预设条件下的第一端特性值，得到第一初始仿真端特性值；然后，基于原始第一端特性值与第一初始仿真端特性值之间的差异，多次调整初始掺杂参数，并在每次调整后，采用调整得到的一组仿真掺杂参数对仿真出的每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第一仿真特性数据；将多组仿真掺杂参数一一对应的多个第一仿真特性数据中，每个第一仿真特性数据中每个cmos器件在预设条件下的第一端特性值，作为一组第一仿真端特性值，得到多组第一仿真端特性值；根据多组第一仿真端特性值之间的变化关系，以及多组仿真掺杂参数与多组第一仿真端特性值之间的对应关系，确定掺杂参数与第一端特性值之间的影响关系；根据所述影响关系对所述初始掺杂参数进行调整，根据调整得到的掺杂参数，确定所述至少两组仿真掺杂参数。73.具体的，在多次调整初始掺杂参数时，首先，可以基于原始第一端特性值与第一初始仿真端特性值之间的差异，对初始掺杂参数进行第i次调整，得到第i组仿真掺杂参数；i为1至m-1中的整数；m为大于或等于2的整数；之后，采用第i组仿真掺杂参数对每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到每个尺寸的cmos器件的第i次第一仿真特性数据；从第i次第一仿真特性数据中选择每个cmos器件在预设条件下的第一端特性值，得到第i次第一仿真端特性值；基于原始第一端特性值、第一初始仿真端特性值，以及第i次第一仿真端特性值之间的差异，对初始掺杂参数进行第i+1次调整，得到第i+1组仿真掺杂参数；采用第i+1组仿真掺杂参数对每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到每个尺寸的cmos器件的第i+1次第一仿真特性数据；基于原始第一端特性值、第一初始仿真端特性值、第i次第一仿真端特性值，以及第i+1次第一仿真特性数据中的第i+1次第一仿真端特性值之间的差异，对初始掺杂参数进行第i+2次调整，得到第i+2组仿真掺杂参数，如此循环，直至得到第m次第一仿真特性数据。74.这里，对于每个cmos器件而言，在漏极电压较小时，沟道还未达到饱和，导通电阻rdlin满足公式：rdlin＝rch+rdiff+rohmic(1)；其中，rch为沟道区电阻，rdiff为漂移区电阻，rohmic为欧姆接触电阻。沟道区电阻满足：rch＝nch×q×μch×lg×s(2)；其中nch为沟道区掺杂浓度，μch为沟道区迁移率，lg为沟道区长度，s为沟道截面面积。漂移区电阻满足公式：rdiff＝ndiff×q×μdiff×ldiff×s(3)；其中，ndiff为漂移区掺杂浓度，μdiff为漂移区迁移率，ldiff为漂移区长度。若忽略欧姆接触电阻，且假设沟道截面处处相等，idlin满足公式：其中，vdlin固定不变。由公式(4)可以得出idlin与漂移区长度ldiff之间为反比例函数，示意图请参阅图2。当增大沟道区掺杂浓度时，沟道区迁移率μch减小，但少数载流子的迁移率增大，相同漂移区长度下的idlin减小，图3中曲线向左平移；增大漂移区掺杂浓度时，漂移区迁移率μdiff减小，相同漂移区长度下的idlin增大，图2中曲线向原点移动。例如，当本发明所述的每个尺寸的器件在漂移区和沟道区的掺杂中，分别进行了4次和3次高斯掺杂时，图3a为在漂移区进行某一次高斯掺杂时，变化该次高斯掺杂的峰值浓度(依次变为1e15cm-3、1e16cm-3、1e17cm-3、1e18cm-3)对idlin的影响，图3b为在沟道区进行某一次高斯掺杂时，变化(依次变为1e17cm-3、1e18cm-3、1e19cm-3)该次高斯掺杂的峰值浓度对idlin的影响，根据图3a和图3b可以看出随着峰值掺杂浓度的增大，idlin增大。其余次高斯掺杂的峰值掺杂浓度对idlin的影响也可通过类似的方法得出。由此可知，在对初始掺杂参数进行第i次调整时，可以通过改变初始掺杂参数中器件的沟道区的掺杂浓度和漂移区的掺杂浓度，得到第i组仿真掺杂参数，并且，第i组仿真掺杂参数可以使得多个不同尺寸的器件的仿真idlin与各自的原始idlin接近。75.这里，通过对初始掺杂参数的这m次的调整，以及，对得到的这m组仿真掺杂参数进行一一对应的m次仿真后，可以根据这m次仿真出的各个器件的第一端特性值，以及用于仿真的这m组仿真掺杂参数，确定出各个器件的第一端特性值随着掺杂参数的变化而如何变化，即得到掺杂参数与第一端特性值之间的影响关系。具体的，当第一端特性值为idlin，第一原始端特性值为原始idlin、第一仿真端特性值为仿真idlin，则根据这m次仿真出的各个器件的仿真idlin，以及用于仿真的这m组仿真掺杂参数，确定掺杂参数与idlin之间的影响关系时，可以通过绘制折线图来寻找掺杂浓度和idlin的关系，并且，该关系是通过上文中每次调整掺杂浓度，idlin对应的变化总结出来的。例如，在漂移区进行某一次高斯掺杂时，变化该次高斯掺杂的峰值浓度(依次变为1e15cm-3、1e16cm-3、1e17cm-3、1e18cm-3)，每次变化掺杂浓度，都可以得到一条以漂移区长度为横轴，以idlin为纵轴的折线，可以看出来随着该处掺杂浓度的变化，idlin随着掺杂浓度的增大具体是怎样变化的。具体来说，如图4所示的折线图s1是最终需要调整到的目标idlin—漂移区长度的折线图，s2是刚开始的原始掺杂参数仿真出来的idlin—漂移区长度的折线图，对比这两条折线，可以发现：随着漂移区长度的变化，原始掺杂参数仿真得到的idlin折线(s2)的斜率大于目标折线(s1)，所以后续的调整是针对于如何减小s2的斜率。通过观察上述图3a，发现增大该次高斯掺杂的峰值浓度会让折线的斜率增大，所以对于该次高斯掺杂的调整应该是增大掺杂浓度。这里是对整条折线进行分析，但是有时候改变某次掺杂浓度对于整条折线上的各段的变化趋势不同。例如，增大某一次掺杂的掺杂浓度，可能会让1.5μm到1.65μm之间的折线段斜率增大，但是让2μm到2.4μm之间的折线段斜率减小，所以在寻找掺杂浓度和idlin的关系时应该充分考虑每种掺杂的具体情况，综合各种情况做出调整。此外，调整掺杂浓度不仅会对折线的斜率造成影响，还会对折线的高低(即各个点的数值大小)造成影响。所以，可能会有很多组满足idlin约束条件的掺杂浓度，即会得到上述的“至少两组仿真掺杂参数”，因此，需要进一步通过下述s104～s105进行bv仿真来确定最终的掺杂浓度。若通过bv仿真发现不存在目标参数，则是因为通过idlin确定的掺杂浓度不够全面(即“至少两组仿真掺杂参数”不够全面)，应返回idlin的仿真，通过上述方法重新寻找满足第一预设阈值的至少两组掺杂浓度，以继续进行bv仿真，直至得到目标参数。76.这里，当第一特性为转移特性时，可以先将工作条件、结构参数和初始掺杂参数输入仿真平台，分别仿真得到尺寸不同的多个cmos器件，以及每个cmos器件的初始仿真转移特性曲线；之后，从初始仿真转移特性曲线中选择每个cmos器件在预设条件下的idlin，得到初始仿真idlin，然后，基于原始idlin与初始仿真idlin之间的差异，多次调整初始掺杂参数，并在每次调整后，采用调整得到的一组仿真掺杂参数对仿真出的每个尺寸的cmos器件的转移特性进行仿真，得到该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的仿真转移特性曲线；将多组仿真掺杂参数一一对应的多个仿真转移特性曲线中，每个仿真转移特性曲线中每个cmos器件在预设条件下的idlin，作为一组仿真idlin，得到多组仿真idlin；根据多组仿真idlin之间的变化关系，以及多组仿真掺杂参数与多组仿真idlin之间的对应关系，确定掺杂参数与idlin之间的影响关系；根据影响关系对初始掺杂参数进行调整，根据调整得到的掺杂参数，确定至少两组仿真掺杂参数。77.在一些实施例中，上述的至少两组仿真掺杂参数可以是根据上述的影响关系，对初始掺杂参数进行多次的调整而得到的多组掺杂参数，并通过对这多组掺杂参数分别进行多次器件的第一特性的仿真，根据每组掺杂参数的仿真结果而挑选出的至少两组掺杂参数。具体的，在挑选时，可以采用每组掺杂参数对仿真出的每个尺寸的cmos器件的第一特性进行仿真，得到该组掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第一仿真特性数据，将该第一仿真特性数据中每个cmos器件在预设条件下的第一端特性值，作为第一仿真端特性值，之后，计算每个cmos器件的第一原始端特性值与该组掺杂参数下该cmos器件的第一仿真端特性值之间的误差值，得到该组仿真掺杂参数下该cmos器件对应的误差结果；之后，当该组掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差结果均小于第一预设阈值时，确定该组掺杂参数为选择出的一组掺杂参数，从而可以从多组掺杂参数中，选择出至少两组掺杂参数，如此，得到了至少两组仿真掺杂参数。78.这里，误差值可以是第一仿真端特性值与第一原始端特性值之间的差值，也可以是第一仿真端特性值与第一原始端特性值之间的差值和第一原始端特性值之间的百分比，等等，本发明实施例对此不作限定。79.这里，第一预设阈值可以根据实际需要设定，例如，当误差值是第一仿真端特性值与第一原始端特性值之间的差值与第一原始端特性值之间的百分比时，第一预设阈值可以是7％。80.例如，当第一特性为转移特性，第一原始端特性值为原始idlin、第一仿真端特性值为仿真idlin时，可以计算每个cmos器件的原始idlin与每组仿真掺杂参数下该cmos器件的仿真idlin之间的误差值，得到该组仿真掺杂参数下该cmos器件对应的idlin的误差结果；之后，当该组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的idlin的误差结果均小于第一预设阈值时，可以确定该组掺杂参数为选择出的一组掺杂参数，从而可以从多组掺杂参数中，选择出至少两组掺杂参数。例如，当上述图4中的曲线s2为不同漂移区长度的ldmos器件的仿真idlin构成的折线时，可以计算同一漂移区长度的ldmos器件对应的原始idlin与仿真idlin之间的误差，从而得到误差结果；并且，当s2与s1之间达到一定重合度时，可以将s2对应的一组掺杂参数作为选择出的一组掺杂参数。81.通过上述挑选步骤，可以得到至少两组沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度，并且将各组峰值掺杂浓度应用于仿真中，可以满足如下关系：一、仿真idlin和ldiff的反比例关系；二、将不同尺寸cmos器件与不同尺寸cmos器件的原始idlin之间的关系折线，和不同尺寸cmos器件与不同尺寸cmos器件的仿真idlin之间的关系折线放在同一个坐标下比较，两条关系折线应近似重合。例如，当采用挑选出的三组满足上述关系的峰值掺杂浓度进行仿真时，得到的不同尺寸cmos器件的仿真idlin和原始idlin之间的对比图可以如图5所示。图5中，折线“获取的idlin”表示不同漂移区长度的ldmos器件的原始idlin，折线“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度1”、折线“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度2”和折线“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度3”为采用三组满足上述关系的峰值掺杂浓度分别进行仿真，得到的不同漂移区长度的ldmos器件的仿真idlin。82.s104、根据至少两组仿真掺杂参数，对每个cmos器件的第二特性仿真，从仿真结果中选择每组仿真掺杂参数下每个cmos器件在预设条件下的第二端特性值，得到第二仿真端特性值。83.这里，仿真时的器件的工作条件与工艺文件中记录的工作条件一致。84.具体的，可以先采用每组选择出的仿真掺杂参数，对仿真出的每个尺寸的cmos器件的第二特性进行仿真，得到该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第二仿真特性数据；之后，从该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的第二仿真特性数据中，对应选择该cmos器件在预设条件下的第二端特性值，从而得到该组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自的第二仿真端特性值。85.例如，当第二特性为击穿特性，第二仿真特性数据为仿真击穿特性曲线时，第二仿真端特性值为仿真击穿电压，从而可以先采用每组选择出的仿真掺杂参数，对仿真出的每个尺寸的cmos器件的击穿特性进行仿真，得到该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的仿真击穿特性曲线；之后，从该组仿真掺杂参数下每个尺寸的cmos器件的仿真击穿特性曲线中，对应选择该cmos器件在预设条件下的击穿电压，从而得到该组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自的仿真击穿电压。86.这里，由于实际器件中存在欧姆接触电阻和电极串联电阻，通过idlin和ldiff的反比例关系得到的沟道区掺杂浓度nch和漂移区掺杂浓度ndiff不唯一(即选择出的仿真掺杂浓度有多组)，例如，当选择出的仿真掺杂浓度有三组，且这三组仿真掺杂浓度对应的idlin和ldiff的反比例关系如图6所示时，根据图6可知，三条折线均满足idlin和ldiff的反比例关系，此时仅可获得多组满足idlin约束条件的掺杂浓度，但无法确定具体为哪一组，因而需要进一步通过击穿电压bv来唯一确定。87.s105、根据第二原始端特性值和第二仿真端特性值，从至少两组仿真掺杂参数中选择出一组目标参数；在目标参数下，每个cmos器件的第二仿真端特性值与该cmos器件的第二原始端特性值之间的误差最小，且误差均小于或等于第二预设阈值。88.具体的，可以先计算每个cmos器件的第二原始端特性值与每组仿真掺杂参数下该cmos器件的第二仿真端特性值之间的误差值；之后，当一组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差值，均为至少两组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差值中的最小误差值，并且，最小误差值均小于或等于第二预设阈值时，将该组仿真掺杂参数作为目标参数。第一预设阈值可以和第二预设阈值相等，例如，可以为5％。89.这里，从至少两组仿真掺杂参数中选择目标参数时，若一组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差值，均为这至少两组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差值中的最小误差值，但是，有一个或多个最小误差值大于第二预设阈值时，说明这至少两组仿真掺杂参数不够全面，此时，则可以继续采用上述的用于确定这至少两组仿真掺杂参数的方法，重新确定出至少两组新的仿真掺杂参数，并从这至少两组新的仿真掺杂参数中重新选择目标参数，直到选择出目标参数。90.例如，当第二特性为击穿特性，第二原始端特性值为原始击穿电压值，第二仿真端特性值为仿真击穿电压时，可以先计算每个cmos器件的原始击穿电压与每组仿真掺杂参数下该cmos器件的仿真击穿电压之间的误差值；之后，当一组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差值，均为至少两组仿真掺杂参数下多个cmos器件各自对应的误差值中的最小误差值，并且均小于5％时，将该组仿真掺杂参数作为目标参数。示例性的，如图7所示，当通过s104选择出的至少两组仿真掺杂参数为：“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度1”、“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度2”和“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度3”这三组仿真掺杂参数时，可以绘制不同漂移区长度的ldmos器件与各自的原始击穿电压之间的关系折线，得到“获取的bv”这一条折线，以及分别绘制这三组仿真掺杂参数下不同漂移区长度的ldmos器件与各自的仿真击穿电压之间的关系折线，分别得到“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度1”、“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度2”和“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度3”这三条折线。根据图7可知，可以计算同一漂移区长度的ldmos器件对应的原始击穿电压与各个仿真击穿电压之间的误差值，并且，如图7所示，由于“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度1”这条折线与“获取的bv”这一条折线之间的重合度最高(即“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度1”这一组仿真掺杂参数下不同漂移区长度的ldmos器件各自对应的误差值，均为这三组仿真掺杂参数下不同漂移区长度的ldmos器件各自对应的误差值中的最小误差值，并且，最小误差值小于或等于5％)，因而，可以将“满足idlin和ldiff反比例关系的掺杂浓度1”这一组仿真掺杂参数作为最终得到的一组仿真掺杂参数，并且，这一组仿真掺杂参数是让器件的仿真idlin与原始的idlin的拟合度，以及仿真击穿电压与原始击穿电压的拟合度都相对比较好的折中方案。91.这里，器件在击穿时主要是雪崩击穿，机理与pn结雪崩击穿相同，对于一个单边突变结的雪崩击穿的表达式为：其中，nd为掺杂较低区域的掺杂浓度，将此公式应用到本实施例中，可得到公式：因此，根据公式(6)可知，当漂移区长度固定时，减小漂移区掺杂浓度，可以使得器件击穿电压增大；当漂移区掺杂浓度固定时，增大漂移区长度，可以使得器件的击穿电压增大。在器件在漂移区进行某一次高斯掺杂时，变化(依次为1e15cm-3、1e16cm-3、5e15cm-3)该次高斯掺杂的峰值浓度对不同漂移区长度的器件的击穿电压bv的影响可参阅图8，其余次高斯掺杂的峰值掺杂浓度对不同漂移区长度的器件的击穿电压bv的影响也可通过类似的方法得出。根据上述公式和图8所示的漂移区峰值掺杂浓度与器件的击穿电压bv的关系可知，在s104确定的多组沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度中，找到满足不同漂移区长度的器件的击穿电压的那组，最终确定唯一的沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度(目标仿真掺杂参数)的方法是可行的。将最终确定的一组沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度下不同漂移区长度的器件的仿真击穿电压与原始击穿电压绘制在同一坐标系内，得到的关系折线图如图9a所示，其中，折线“bv(测试数据)”为不同漂移区长度的器件的原始击穿电压与器件自身的漂移区长度之间的关系折线；折线“bv(最终仿真结果)”为最终确定的一组沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度下不同漂移区长度的器件的仿真击穿电压与器件自身的漂移区长度之间的关系折线；以及，将最终确定的一组沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度下不同漂移区长度的器件的仿真idlin与原始idlin绘制在同一坐标系内，得到的关系折线图如图9b所示，其中，折线“idlin(测试数据)”为不同漂移区长度的器件的原始idlin与器件自身的漂移区长度之间的关系折线；折线“idlin(最终仿真结果)”为最终确定的一组沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度下不同漂移区长度的器件的仿真idlin与器件自身的漂移区长度之间的关系折线。根据图9a和9b所示，在最终确定的这一组沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度下，不同漂移区长度的器件的仿真idlin与原始idlin，以及仿真击穿电压与原始击穿电压之间均是拟合的，如此，说明这一组沟道区峰值掺杂浓度和漂移区峰值掺杂浓度是精确的。92.根据上述可知，cmos器件的掺杂浓度可以分为漂移区掺杂浓度和沟道区掺杂浓度，其中，击穿电压仅与漂移区掺杂浓度有关，idlin与漂移区掺杂浓度和沟道区掺杂浓度都有关系。对于已知击穿电压、idlin和漂移区宽度的器件，可以通过掺杂浓度-击穿电压的关系曲线确定漂移区掺杂浓度。基于已经确定好的漂移区掺杂浓度，可以通过掺杂浓度-idlin的关系曲线，确定沟道区掺杂浓度。如此，可以完成掺杂工艺优化设计，并且得到满足要求的掺杂参数。93.以下通过仿真实验数据，对本发明提供的优化方法的效果进行进一步说明。表1为针对不同漂移区长度的器件，采用本发明的优化方法确定出的仿真idlin(仿真数据)与不同漂移区长度的器件各自的原始idlin(测试数据)之间的对比与误差。表2为针对不同漂移区长度的器件，采用本发明的优化方法确定出的仿真击穿电压(仿真数据)与不同漂移区长度的器件各自的原始击穿电压(测试数据)之间的对比与误差。[0094][0095]表1[0096][0097]表2[0098]本发明借助tcad仿真工具，仅利用多个尺寸器件的idlin和击穿电压bv即可确定cmos器件的精确的掺杂浓度，使得tcad仿真结果能够复现cmos器件的关键参数的测试结果。将校准后的仿真参数与测试参数进行对比，idlin和击穿电压均达到了误差小于5％的高精度要求，从而实现了对cmos器件的掺杂浓度的校准。[0099]通过本发明提供的优化方法，不仅可以在已知器件的工作条件、第一特性数据、第二特性数据、初始掺杂参数和结构参数的情况下，通过仿真确定出器件的具体掺杂浓度信息，并且，通过对尺寸不同的多个器件进行仿真，能够减少因单一器件往往受到更多参数的影响，得到的漂移区扩散深度、杂质分布和漂移区长度等参数值不唯一，进而难以得到器件的准确的掺杂浓度信息的情况；从而，可以得到器件的准确的掺杂浓度信息，实现了对器件的掺杂浓度信息的准确校准。最终，可以提高对于器件特性分析的准确度，更好的进行器件和电路参数的设计与优化本发明，能够实现从工艺到设计的掺杂参数校准，为工艺设计师的工作提供参考。[0100]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。









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