(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210790508.0 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 西安电子科技大 学 地址 710071 陕西省西安市太白南路2号 (72)发明人 李聪　成善霖　游海龙　董啸宇　 吕松松　 (74)专利代理 机构 陕西电子 工业专利中心 61205 专利代理师 田文英　王品华 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 基于TCAD的NBTI效应恢复阶段仿真方法 (57)摘要 本发明公开一种基于TCAD的NBTI效应恢复 阶段仿真方法， 其实现步骤为： 在TCAD仿真软件 中生成目标器件 结构并定义模型， 对目标器件进 行退化仿真， 对退化后的目标器件进行恢复仿 真， 分别计算退化后的目标器件以及不同恢复时 刻的目标器件在沟道区域和栅极氧化层界面处 ABDWT模型带电状态比率的平均值， 计算每个恢 复时刻带电状态比率的比值， 最终与退化后的目 标器件的阈值电压退化量相乘得到每个恢复时 刻的阈值电压退化量。 本发明具有完全基于TCAD 仿真工具开发， 操作及计算简便， 能反应微观粒 子真实行为， 数据误差小的优点。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115391975 A 2022.11.25 CN 115391975 A 1.一种基于TCAD的NBTI效应恢复阶段仿真方法， 其特征在于， 利用TCAD仿真软件计算 不同恢复时间下目标器件沟道区域和栅极氧化层界面处的ABDWT模型带电状态比率的比 值， 等效计算 NBTI效应恢复阶段； 该 方法的具体步骤 包括如下： 步骤1， 根据生成的目标器件结构定义模型： 使用TCAD仿真软件， 根据待仿真的目标器件实际工艺参数， 生成目标器件结构； 在目标 器件的沟道区域和栅极氧化层的界面处， 定义一个多状态配置氢输运退化模型， 并在.par 文件中定义相关参数； 在目标器件的沟道区域和栅极氧化层 的界面处， 定义一个ABDWT模 型， 并在.par文件中定义相关参数； 步骤2， 对目标器件进行 退化仿真： 使用TCAD仿真软件， 对目标器件的正常工作状态进行仿真， 得到目标器件的转移特性 曲线； 对正常工作状态下的目标器件进 行退化瞬态仿 真， 得到退化后的目标器件； 对退化后 目标器件的正常工作状态进行仿真， 得到退化后的目标器件的转移特性 曲线； 利用公式Δ V0＝V1–V0， 计算退化后的目标器件的阈值电压的退化量ΔV0， 其中， V1和V0分别表示使用 TCAD仿真软件内部的阈值电压提取工具， 从退化后目标器件的转移特性曲线和正常工作状 态下目标器件的转移特性曲线中提取的阈值电压； 步骤3， 对退化后的目标器件进行恢复仿真： 使用TCAD仿真软件， 对退化后的目标器件 的NBTI效应恢复阶段， 进行不同时间的恢复 瞬态仿真， 得到不同恢复时刻下的目标器件； 步骤4， 计算带电状态比率平均值： 步骤4.1使用TCAD仿真软件， 分别打开退化后的目标器件和不同恢复时刻下的目标器 件的.tdr文件； 步骤4.2分别查看退化后的目标器件和不同恢复时刻下的目标器件 的ABDWT模型的带 电状态比率； 步骤4.3使用TCAD仿真软件 的切线工具， 在退化后的目标器件和不同恢复时刻下的目 标器件的沟道区域和栅极氧化层界面处做切线， 分别得到退化后和不同恢复时刻下的 ABDWT模型 带电状态比率， 并分别计算平均值； 步骤5， 按照下式， 计算每 个恢复时刻带电状态比率的比值： 其中， At表示恢复时刻为t时带电状态比例的比值， st和s0分别表示恢复时刻为t时的目 标器件和退化后目标器件的沟道区域和栅极氧化层界面处的ABDWT模 型带电状态比率的平 均值； 步骤6， 按照下式， 计算每 个恢复时刻的阈值电压退化 量： ΔV2(t)＝ΔV0×At 其中， ΔV2(t)表示恢复时刻为t时的阈值电压退化 量。 2.根据权利 要求1中所述的基于TCAD的NBTI效应恢复阶段仿真方法， 其特征在于， 步骤 2中所述目标器件的转移特性曲线指的是， 以目标器件的栅极电压为横轴， 以目标器件的漏 极电流为纵轴的目标器件的转移特性曲线。 3.根据权利 要求1中所述的基于TCAD的NBTI效应恢复阶段仿真方法， 其特征在于， 步骤权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115391975 A 22中所述的退化瞬态仿真指的是， 根据用户需求自定义的瞬态时间进行仿真。 4.根据权利 要求1中所述的基于TCAD的NBTI效应恢复阶段仿真方法， 其特征在于， 步骤 3中所述的恢复 瞬态仿真指的是， 根据用户需求自定义的瞬态时间进行仿真。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115391975 A 3