本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种spice寿命模型的建模方法、调参方法、建模系统及mos晶体管寿命的确定方法。
背景技术：
spice(simulationprogramwithintegratedcircuitemphasis)是一种用于电路描述与仿真的语言与仿真器软件，用于检测电路的连接和功能的完整性，以及用于预测电路的行为。spice主要用于模拟电路和混合信号电路的仿真。如果要spice很好地工作，必须提供器件级模型参数，业界通用的spice模型有bsim系列、psp或经验模型等。spice建模工程师依靠器件理论及经验，提取模型参数以供spice仿真程序使用。
spice建模是连接半导体工艺制造技术与电路设计的桥梁，它为电路设计者提供电路仿真的器件级模型。一个完整的工艺节点的spice模型一般包括mosfet、bjt以及相关的后端金属互联层电容(mom电容)、mosfet的寄生电阻、mos变容管(mosvaractor)等的模型。spice模型的目标就是使用bsim模型将器件的iv曲线以及电学参数随尺寸变化的趋势都拟合准确，提取出正确的bsim模型参数组。
目前，对于mos寿命模型建模流程如下。具体的，选择bsim模型中需要进行寿命化的参数，即假定这几个bsim模型参数的变化就能够完全模拟mos晶体管电学特性的变化；然后，根据mos晶体管在施加的电应力的条件下不同时间后测得的退化的一系列mos晶体管的电性参数，针对每一个时间点的mos晶体管电性的实测数据，利用bsim模型拟合得到一组bsim模型，每一个模型对应一个时间点的mos晶体管电性实测数据。随着mos晶体管电性不断衰减，这组bsim模型只有选定的几个参数变化。将这些bsim模型中每个选定参数与mos晶体管电学特性衰减特性建立一个函数关系；根据这些选定参数与mos晶体管电性衰减之间的函数关系，定义出子电路模型，就完成了spice的寿命模型。
由于现有寿命模型中，mos晶体管的基于bsim模型的寿命模型并没有直接包含时间t因子，因此，其无法直接外推其他没有实测数据的施加应力时间tn对应的bsim模型值，从而增加了建模计算量，降低了建模速度，并最终降低了模型对mos晶体管的电学特性随时间的退化效应的预测效率和确定器件寿命时间的效率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种spice寿命模型的建模方法及mos晶体管寿命的确定方法，以解决现有的基于bsim模型的寿命模型中对mos晶体管的电学特性随时间的退化效应的预测效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种spice寿命模型的建模方法，包括：
选择目标mos晶体管，从bsim模型的模型参数中选取至少一个需要寿命化的模型参数，作为选定参数，并建立所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式；
将所述函数关系式变换为所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型，且当得到所选取的所有的选定参数的子电路寿命模型时，即建立了所述目标mos晶体管的spice寿命模型。
可选的，所述选定参数包括所述bsim模型的以下模型参数中的至少一种：低场迁移率u0、有效迁移率模型的第一栅压依赖参数ua、有效迁移率模型的第二栅压依赖参数ub、有效迁移率模型的体电压依赖参数uc、零体电压长沟道器件阈值电压vth0和沟道输出电阻退化的沟道长度调制效应的模拟参数pclm。
可选的，所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式为：
(δids/ids0)×％＝[(ids0-ids1)/ids0]×100；
log(δp/p0)＝αp βp×log(δids/ids0)；
其中，δids为mos晶体管源漏电流的衰减量，ids0为mos晶体管在未施加电应力时，t＝0时刻的源漏电流，ids1为mos晶体管在施加预设时长的电应力后，mos晶体管的源漏电流，δp为选定参数p的变化量，p0为mos晶体管在未施加电应力时，t＝0时刻的选定参数p的初始值，αp和βp为拟合参数；
所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型为：
其中，pi(t)为t时刻选定参数pi的值，pi(0)为t＝0时选定参数pi的值，
基于如上所述的spice寿命模型的建模方法，本发明还提供了一种spice寿命模型的建模系统，包括：
函数关系式确定模块，用于选择目标mos晶体管，从bsim模型的模型参数中选取至少一个需要寿命化的模型参数，作为选定参数，并建立所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式；
寿命模型建立模块，用于将所述函数关系式变换为所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型，且当得到所选取的所有的选定参数的子电路寿命模型时，即建立了所述目标mos晶体管的spice寿命模型。
并且，基于如上所述的spice寿命模型的建模方法，本发明还提供了一种spice寿命模型的调参方法，包括：
基于所述权利要求1-3中任一项所述的spice寿命模型的建模方法，形成相应的spice寿命模型，所述spice寿命模型包括至少一个选定参数的子电路寿命模型；
针对任一所述选定参数，确定所述目标mos晶体管在未施加电应力时，目标mos晶体管电学特性衰减特性参数的初始实测数据，并将所述初始实测数据作为所述选定参数的子电路寿命模型中的初始值，即pi(0)；
通过实测来获得所述目标mos晶体管的不同电学特性衰减特性参数在第一预设时长内随时间变化的第一实测数据；
利用所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型来拟合所述第一实测数据，并在拟合过程中调整所述子电路寿命模型中的拟合参数，以使得所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型能够精准地拟合所述第一实测数据。
可选的，当所述选定参数为多个时，每个所述选定参数对应所述目标mos晶体管的一种电学特性衰减特性参数随时间变化的第一实测数据，多个所述选定参数所对应的子电路寿命模型的拟合参数相互关联；
所述调参方法还可以包括：利用各个选定参数所对应的子电路寿命模型来拟合所述选定参数所对应的第一实测数据，并综合协调各个所述选定参数所对应的子电路寿命模型中的拟合参数，使得各个所述选定参数所对应的子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据。
可选的，所述选定参数共有k个，分别为p1～pk，综合协调各个所述选定参数所对应的子电路寿命模型中的拟合参数的步骤可以包括：
完成所述选定参数p1～pi-1所对应的子电路寿命模型中的拟合参数调整，使得所述选定参数p1～pi-1所对应的所述子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据；
进行当前所述选定参数pi所对应的子电路寿命模型中的拟合参数调整，使得当前所述选定参数pi所对应的所述子电路寿命模型能够拟合相应的所述第一实测数据至要求程度；
统一协调所述选定参数p1～pi所对应的所述子电路寿命模型中相关联的拟合参数，并调整所述选定参数p1～pi-1所对应的所述子电路寿命模型中其他的拟合参数，使得所述选定参数p1～pi所对应的所述子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据。
可选的，所述调参方法还可以包括：
通过实测来获得所述目标mos晶体管的不同电学特性衰减特性参数在第二预设时长内随时间变化的第二实测数据；
利用所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型来拟合所述第二实测数据；
若所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型对所述第一实测数据和所述第二实测数据的拟合结果不匹配，则针对所述选定参数，从所述bsim模型的模型参数中选出至少一个辅助参数，并进一步得到所述辅助参数随时间变化的子电路寿命模型，且对所述辅助参数所对应的子电路寿命模型和所述选定参数所对应的子电路寿命模型进行统一调参，使得所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型和所述辅助参数所对应的子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据和所述第二实测数据。
可选的，所述辅助参数包括所述bsim模型的以下模型参数中的至少一种：低场迁移率u0、第一栅压依赖参数ua、第二栅压依赖参数ub、体电压依赖参数uc、零体电压长沟道器件阈值电压vth0、沟道输出电阻退化的沟道长度调制效应的模拟参数pclm、亚阈值区斜率参数的耗尽区电容依赖系数nfactor、标准温度下的沟道载流子饱和速度vsat、体电荷效应模型的栅压依赖参数ags和体电荷效应模型的沟道长度依赖参数a0。
此外，基于如上所述的spice寿命模型的建模方法，本发明还提供了一种mos晶体管寿命的确定方法，包括：
通过如上所述的spice寿命模型的建模方法，或者，通过如上所述的spice寿命模型的调参方法，得到所需的spice寿命模型，所述spice寿命模型包括至少一个选定参数的子电路寿命模型；
根据所述spice寿命模型，确定目标mos晶体管在未施加电应力时，用于拟合所述目标mos晶体管电学特性衰减特性所对应的所述选定参数的初始值；
根据所述spice寿命模型，确定在所述目标mos晶体管上施加一电应力后，所述选定参数对应的所述spice寿命模型由所述初始值减小到所述初始值的十分之九时所需要的时间，并将该时间作为所述mos晶体管的寿命。
与现有技术相比，本发明技术方案至少具有如下有益效果之一：
本发明提供了一种新的spice寿命模型的建模方法，具体的通过从bsim模型的模型参数中选取至少一个需要寿命化的模型参数，作为选定参数，并建立所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式；将所述函数关系式变换为所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型，且当得到所选取的所有的选定参数的子电路寿命模型时，即建立了所述目标mos晶体管的spice寿命模型。由于本发明提供的spice寿命模型中的各个选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式中包含时间参数，因此，可以快速准确的模拟出mos晶体管在各个时刻下对应的电学特性衰减特性，从而实现了对mos晶体管的电学特性衰减特性随时间的退化效应进行预测的目的。
进一步的，由于本发明实施例可以准确的模拟出mos晶体管在各个时刻下对应的电学特性衰减特性，因此，可以通过确定出mos晶体管电学特性所对应的选定参数由所述初始值减小到所述初始值的十分之一时所需要的时间的方式，最终确定mos晶体管的寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例中的spice寿命模型的建模方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例中的spice寿命模型的建模系统的结构示意图
图3为本发明一实施例中的spice寿命模型的调参方法的流程示意图；
图4为本发明一实施例中的spice寿命模型的调参方法的一个示例图；
图5为本发明一实施例中的spice寿命模型的调参方法的另一个示例图；
图6为本发明一实施例中的spice寿命模型的调参方法的另一个示例图；
图7为本发明一实施例中的spice寿命模型寿命的确定方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
承如背景技术所述，由于现有寿命模型中，mos晶体管的基于bsim模型的寿命模型并没有直接包含时间t因子，因此，其无法直接外推其他没有实测数据的施加应力时间tn对应的bsim模型值，从而增加了建模计算量，降低了建模速度，并最终降低了模型对mos晶体管的电学特性随时间的退化效应的预测效率和确定器件寿命时间的效率。
为此，本发明提供了一种的spice寿命模型的建模方法，以解决现有的基于bsim模型的寿命模型中对mos晶体管的电学特性随时间的退化效应的预测效率低的问题。
参见图1，图1为本发明提供的一种spice寿命模型的建模方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
步骤s101，选择目标mos晶体管，从bsim模型的模型参数中选取至少一个需要寿命化的模型参数，作为选定参数，并建立所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式。
本实施例中，可以通过bsim模型中的一个或多个模型参数的变化来模拟mos晶体管的电学特性的变化，例如，可以用bsim模型来预测在施加某种电应力的情况下，由于热载流子效应引起的mos晶体管的电学特性随时间的退化效应(也可以称为mos晶体管电学特性衰减特性)，之后，在通过spice寿命模型的mos晶体管饱和源漏电流模型其初始值减小到所述初始值的十分之九(其初始值减小到所述初始值的90％)时所需要的时间，并将该时间作为所述mos晶体管的寿命，从而确定出该mos晶体管的寿命。
其中，所述选定参数可以包括所述bsim模型的以下模型参数中的至少一种：低场迁移率u0、有效迁移率模型的第一栅压依赖参数ua、有效迁移率模型的第二栅压依赖参数ub、有效迁移率模型的体电压依赖参数uc、零体电压长沟道器件阈值电压vth0和沟道输出电阻退化的沟道长度调制效应的模拟参数pclm。
进一步的，本发明提供的所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式具体可以为：
公式1：(δids/ids0)×％＝[(ids0-ids1)/ids0]×100；
公式2：log(δp/p0)＝αp βp×log(δids/ids0)；
其中，δids为mos晶体管源漏电流的衰减量，ids0为mos晶体管在未施加电应力时，t＝0时刻的源漏电流，ids1为mos晶体管在施加预设时长的电应力后，mos晶体管的源漏电流，δp为选定参数p的变化量，p0为mos晶体管在未施加电应力时，t＝0时刻的选定参数p的初始值，αp和βp为拟合参数。
步骤s102，将所述函数关系式变换为所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型，且当得到所选取的所有的选定参数的子电路寿命模型时，即建立了所述目标mos晶体管的spice寿命模型。
本实施例中，可以对上述步骤s100中建立的每个选定参数与目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式，如公式2进行转换，从而得到本发明提供的如以下公式3，即，每个选定参数随时间变化的子电路寿命模型。具体的，可以首先将log(δp/p0)＝αp βp×log(δids/ids0)两边进行指数运算，得到公式4：
具体的，如以下公式3所示，所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型可以为：
其中，pi(t)为t时刻选定参数pi的值，pi(0)为t＝0时选定参数pi的值，
由于本发明提供的spice寿命模型中，如公式3，各个选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式中包含时间参数，因此，可以快速准确的模拟出mos晶体管在各个时刻下对应的电学特性，从而实现了对mos晶体管在某种电应力下的的电学特性随时间的退化效应进行预测的目的。
基于如上所述的spice寿命模型的建模方法，本发明还提供了一种用于实现如上所述建模方法的spice寿命模型的建模系统，如图2所示的spice寿命模型的建模系统的结构示意图，该建模系统包括：函数关系式确定模块10和寿命模型建立模块20；
其中，函数关系式确定模块10，用于选择目标mos晶体管，从bsim模型的模型参数中选取至少一个需要寿命化的模型参数，作为选定参数，并建立所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式；
寿命模型建立模块20，用于将所述函数关系式变换为所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型，且当得到所选取的所有的选定参数的子电路寿命模型时，即建立了所述目标mos晶体管的spice寿命模型。
此外，基于如上所述的spice寿命模型的建模方法，本发明还提供了一种spice寿命模型的调参方法，如图3所示的spice寿命模型的调参方法的流程示意图，该调参方法可以包括如下步骤：
步骤s301，基于如上所述的spice寿命模型的建模方法，形成相应的spice寿命模型，所述spice寿命模型包括至少一个选定参数的子电路寿命模型。
步骤s302，针对任一所述选定参数，确定所述目标mos晶体管在未施加电应力时，目标mos晶体管电学特性衰减特性参数的初始实测数据，并将所述初始实测数据作为所述选定参数的子电路寿命模型中的初始值。
步骤s303，通过实测来获得所述目标mos晶体管的不同电学特性衰减特性参数在第一预设时长内随时间变化的第一实测数据。
本实施例中，通过在目标mos晶体管上施加第一预设时长的某一电应力，例如，vgs＝vds＝2.2v的电压，然后，测量目标mos晶体管的多个不同电学特性衰减特性参数在第一预设时长时，其对应的第一实测数据。
步骤s304，利用所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型来拟合所述第一实测数据，并在拟合过程中调整所述子电路寿命模型中的拟合参数，以使得所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型能够精准地拟合所述第一实测数据。
本实施例中，将步骤s303确定出的目标mos晶体管的不同电学特性衰减特性在第一预设时长内随时间变化的第一实测数据作为公式
其中，所述拟合参数
可以理解的是，当选定参数为多个时，每个所述选定参数对应所述目标mos晶体管的一种电学特性衰减特性参数随时间变化的第一实测数据，多个所述选定参数所对应的子电路寿命模型的拟合参数相互关联。换言之，每个所述目标mos晶体管的一种电学特性对应其中一个或多个所述选定参数，通过调整这一个或多个所述选定参数的子电路寿命化参数的拟合参数，就能有效拟合对应所述目标mos晶体管的这种电学特性。但对应这一个mos晶体管电学特性的所述选定参数可能对mos晶体管的另一个或多个电学特性模型有影响，故所有选定参数的子电路寿命化参数的拟合参数需要协同调整使spice寿命模型完全拟合第一实测数据。
进一步的，本发明实施例中所述调参方法还可以包括：利用各个选定参数所对应的子电路寿命模型来拟合所述选定参数所对应的第一实测数据，并综合协调各个所述选定参数所对应的子电路寿命模型中的拟合参数，使得各个选定参数所对应的子电路寿命模型(即，spice寿命模型)均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据。
具体的，若所述选定参数共有k个，分别为p1～pk，则本发明提供的综合协调各个所述选定参数所对应的子电路寿命模型中的拟合参数的步骤可以包括：
首先，完成所述选定参数p1～pi-1所对应的子电路寿命模型中的拟合参数调整，使得所述选定参数p1～pi-1所对应的所述子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据；
接着，进行当前所述选定参数pi所对应的子电路寿命模型中的拟合参数调整，使得当前所述选定参数pi所对应的所述子电路寿命模型能够拟合相应的所述第一实测数据至要求程度；
之后，统一协调所述选定参数p1～pi所对应的所述子电路寿命模型中相关联的拟合参数，并调整所述选定参数p1～pi-1所对应的所述子电路寿命模型中其他的拟合参数，使得所述选定参数p1～pi所对应的所述子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据。
此外，本发明提供的spice寿命模型的调参方法还可以包括如下步骤：
首先，通过实测来获得所述目标mos晶体管的不同电学特性衰减特性参数在第二预设时长内随时间变化的第二实测数据；
接着，利用所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型来拟合所述第二实测数据；
其次，若所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型对所述第一实测数据和所述第二实测数据的拟合结果不匹配，则针对所述选定参数，从所述bsim模型的模型参数中选出至少一个辅助参数，并进一步得到所述辅助参数随时间变化的子电路寿命模型，且对所述辅助参数所对应的子电路寿命模型和所述选定参数所对应的子电路寿命模型进行统一调参，使得所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型和所述辅助参数所对应的子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据和所述第二实测数据。
其中，所述辅助参数包括所述bsim模型的以下模型参数中的至少一种：低场迁移率u0、第一栅压依赖参数ua、第二栅压依赖参数ub、体电压依赖参数uc、零体电压长沟道器件阈值电压vth0、沟道输出电阻退化的沟道长度调制效应的模拟参数pclm、亚阈值区斜率参数的耗尽区电容依赖系数nfactor、标准温度下的沟道载流子饱和速度vsat、体电荷效应模型的栅压依赖参数ags和体电荷效应模型的沟道长度依赖参数a0。
下面对上述调参方法的实际应用进行具体举例说明，以进一步解释本发明的调参方法。具体如下：
首先：确定目标mos晶体管在未施加电应力时，各个选定参数所对应的目标mos晶体管电学特性衰减特性参数的初始实测数据。
然后，针对每个选定参数，确定所述选定参数所对应的mos晶体管电学特性衰减特性在时间某一电应力的不同的施加电应力的时间时，该目标mos晶体管电学特性衰减特性参数的实测数据，并用spice寿命模型针对该实测数据进行拟合选定参数对应的子电路模型。具体的，若选定参数为零体电压长沟道器件阈值电压vth0，针对图4的mos晶体管线性区阈值电压vtlin随时间衰减的实测数据进行拟合，利用针对线性区阈值电压vtlin所对应的bsim模型参数vth0的子电路寿命模型的拟合参数γ(vth0)和β(vth0)以及拟合参数a、n，综合协调，调整子电路寿命模型使spice寿命模型能够精准地拟合mos器件线性阈值电压vtlin随时间衰减的实测数据。
其次，若选定参数为低场迁移率u0，则可以针对图5的mos晶体管线性区源漏电流idlin随时间衰减的实测数据进行拟合，利用线性区源漏电流idlin所对应的bsim模型参数u0的子电路寿命模型的拟合参数γ(u0)和β(u0)以及拟合参数a、n综合协调，使spice寿命模型能够大致拟合mos晶体管线性区源漏电流idlin随时间衰减的实测数据。由于γ(u0)和β(u0)以及a、n都会影响mos晶体管的线性区阈值电压vtlin的模型值，所以使用这几个拟合参数使模型大致拟合idlin实测数据之后，要回头利用vth0的子寿命电路的几个拟合参数调整vtlin模型，并统一协调vth0和u0的子电路寿命模型的拟合参数，即利用γ(vth0)和β(vth0)和γ(u0)和β(u0)以及a、n使vtlin和idlin的实测数据都能够被spice寿命模型精准地拟合。再次，若选定参数为标准温度下的沟道载流子饱和速度vsat，针对图6的mos晶体管饱和源漏电流idsat随时间衰减的实测数据进行拟合，利用vsat对应的子电路寿命模型的拟合参数γ(vsat)和β(vsat)以及a、n综合协调，调整spice寿命模型能够大致拟合mos晶体管饱和源漏电流idsat随时间衰减的实测数据。由于a、n会影响vtlin和idlin的模型，故需要回头综合协调a、n以及影响vtlin和idlin的模型的参数γ(vth0)和β(vth0)和γ(u0)和β(u0)使vtlin和idlin以及idsat的模型都能精准拟合它们的实测数据。
之后，在这些步骤之后，基本上能够精准拟合mos晶体管电学特性在施加电应力后随时间衰退的特性。但是，如果出现mos晶体管电流-电压iv特性实测数据与spice寿命模型有稍微不符的地方，可以重复上述调整步骤，从而将寿命模型微调到更为精准。
在以上实施例的所述spice寿命模型拟合之后，如果发现施加应力10分钟和100分钟后测量的mos器件iv特性数据对于spice寿命模型的拟合，有任何较大的不准的地方，可以有针对性的添加选定相应bsim模型参数，并将其公式化成为子电路寿命模型，然后用新的拟合参数对spice寿命模型进行调整以符合mos器件的iv特性实测数据。
示例1：如果是亚阈值区idvg和跨导gm的实测数据与spice寿命模型不一致，则可以添加选定参数ua和参数ub进行与子电路模型寿命化参数例子中vth0一样的添加时间t因子的公式化操作，比如ua可以在子电路模型中如下进行公式化：
ua＝'ua0×(rua×power(a,bua)×power(t,n×bua) 1)'
实际上这是把公式3的抽象参数pi替换成具体的参数名ua，然后再写成子电路模型中的具体形式。其中，power(x,y)代表x的y次方，ua0代表未施加电应力时提取的bsim模型参数中ua的初始值。ub也进行类似操作，从而统一进行调参操作使spice寿命模型能够拟合idlin的随时间演化的实测数据以及gm的随时间演化的实测数据。
示例2：如果是idvd和输出电阻rout实测数据与spice寿命模型不一致，则可以添加选定a0，ags，pclm进行与子电路寿命模型例子中vth0一样的添加时间t因子的公式化操作，从而实现统一进行调参操作使spice寿命模型能够拟合idsat的随时间演化的实测数据以及rout的随时间演化的实测数据。
示例3：如果是idvg(vd＝0.05v)和idvg(vd＝1.2v)的亚阈值区id实测数据与spice寿命模型不一致，可以添加选定参数nfactor进行与子电路模型寿命化参数例子中vth0一样的添加时间t因子的公式化操作，从而统一进行调参操作使子电路模型寿命化参数能够拟合idvg的亚阈值区id随时间演化的实测数据以及线性区阈值电压vtlin的随时间演化的实测数据。
进一步的，基于如上所述的spice寿命模型的建模方法，或者，如上所述的spice寿命模型的调参方法，本发明还提供了一种mos晶体管寿命的确定方法，如图6所示的mos晶体管寿命的确定方法的流程示意图，该寿命确定方法包括如下步骤：
步骤s601，通过如上所述的spice寿命模型的建模方法，或者，通过如上所述的spice寿命模型的调参方法，得到所需的spice寿命模型，所述spice寿命模型包括至少一个选定参数的子电路寿命模型。
步骤s602，根据所述spice寿命模型，确定目标mos晶体管在未施加电应力时，用于拟合所述目标mos晶体管电学特性衰减特性所对应的bsim模型的所述选定参数的初始值。
步骤s603，根据所述spice寿命模型，确定在所述目标mos晶体管上施加一电应力后，所述选定参数对应的所述spice寿命模型由所述初始值减小到所述初始值的十分之九时所需要的时间，并将该时间作为所述mos晶体管的寿命。
本实施例中，由于本发明实施例可以准确的模拟出mos晶体管在各个时刻下对应的电学特性衰减特性，因此，示例性的，可以通过确定出mos晶体管在未施加电应力时，饱和源漏电流idsat的初始值减小到当在所述目标mos晶体管上施加一电应力后，所述饱和源漏电流idsat对应的spice寿命模型的十分之九时所需要的时间的方式，最终确定mos晶体管的寿命。
综上所述，本发明提供了一种新的spice寿命模型的建模方法，具体的通过从bsim模型的模型参数中选取至少一个需要寿命化的模型参数，作为选定参数，并建立所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式；将所述函数关系式变换为所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型，且当得到所选取的所有的选定参数的子电路寿命模型时，即建立了所述目标mos晶体管的spice寿命模型。由于本发明提供的spice寿命模型中的各个选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式中包含时间参数，因此，可以快速准确的模拟出mos晶体管在各个时刻下对应的电学特性衰减特性，从而实现了对mos晶体管的电学特性衰减特性随时间的退化效应进行预测的目的。
进一步的，由于本发明实施例可以准确的模拟出mos晶体管在各个时刻下对应的电学特性衰减特性，示例性的，可以通过确定出mos晶体管在未施加电应力时，饱和源漏电流idsat的初始值减小到当在所述目标mos晶体管上施加一电应力后，所述饱和源漏电流idsat对应的spice寿命模型的十分之九时所需要的时间的方式，最终确定mos晶体管的寿命。
需要说明的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
此外还应该认识到，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此外，本发明实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。
1.一种spice寿命模型的建模方法，其特征在于，包括：
选择目标mos晶体管，从bsim模型的模型参数中选取至少一个需要寿命化的模型参数，作为选定参数，并建立所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式；
将所述函数关系式变换为所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型，且当得到所选取的所有的选定参数的子电路寿命模型时，即建立了所述目标mos晶体管的spice寿命模型。
2.如权利要求1所述的spice寿命模型的建模方法，其特征在于，所述选定参数包括所述bsim模型的以下模型参数中的至少一种：低场迁移率u0、有效迁移率模型的第一栅压依赖参数ua、有效迁移率模型的第二栅压依赖参数ub、有效迁移率模型的体电压依赖参数uc、零体电压长沟道器件阈值电压vth0和沟道输出电阻退化的沟道长度调制效应的模拟参数pclm。
3.如权利要求2所述的spice寿命模型的建模方法，其特征在于，所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式为：
(δids/ids0)×％＝[(ids0-ids1)/ids0]×100；
log(δp/p0)＝αp βp×log(δids/ids0)；
其中，δids为mos晶体管源漏电流的衰减量，ids0为mos晶体管在未施加电应力时，t＝0时刻的源漏电流，ids1为mos晶体管在施加预设时长的电应力后，mos晶体管的源漏电流，δp为选定参数p的变化量，p0为mos晶体管在未施加电应力时，t＝0时刻的选定参数p的初始值，αp和βp为拟合参数；
所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型为：
其中，pi(t)为t时刻选定参数pi的值，pi(0)为t＝0时选定参数pi的值，
4.一种spice寿命模型的建模系统，其特征在于，所述建模系统用于实现所述权利要求1～3中任一项所述的spice寿命模型的建模方法，所述建模系统包括：
函数关系式确定模块，用于选择目标mos晶体管，从bsim模型的模型参数中选取至少一个需要寿命化的模型参数，作为选定参数，并建立所述选定参数与所述目标mos晶体管电学特性衰减特性之间的函数关系式；
寿命模型建立模块，用于将所述函数关系式变换为所述选定参数随时间变化的子电路寿命模型，且当得到所选取的所有的选定参数的子电路寿命模型时，即建立了所述目标mos晶体管的spice寿命模型。
5.一种spice寿命模型的调参方法，其特征在于，包括：
基于所述权利要求1-3中任一项所述的spice寿命模型的建模方法，形成相应的spice寿命模型，所述spice寿命模型包括至少一个选定参数的子电路寿命模型；
针对任一所述选定参数，确定所述目标mos晶体管在未施加电应力时，目标mos晶体管电学特性衰减特性参数的初始实测数据，并将所述初始实测数据作为所述选定参数的子电路寿命模型中的初始值；
通过实测来获得所述目标mos晶体管的不同电学特性衰减特性参数在第一预设时长内随时间变化的第一实测数据；
利用所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型来拟合所述第一实测数据，并在拟合过程中调整所述子电路寿命模型中的拟合参数，以使得所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型能够精准地拟合所述第一实测数据。
6.如权利要求5所述的spice寿命模型的调参方法，其特征在于，当所述选定参数为多个时，每个所述选定参数对应所述目标mos晶体管的一种电学特性衰减特性参数随时间变化的第一实测数据，多个所述选定参数所对应的子电路寿命模型的拟合参数相互关联；
所述调参方法还包括：利用各个选定参数所对应的子电路寿命模型来拟合所述选定参数所对应的第一实测数据，并综合协调各个所述选定参数所对应的子电路寿命模型中的拟合参数，使得各个所述选定参数所对应的子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据。
7.如权利要求5所述的spice寿命模型的调参方法，其特征在于，所述选定参数共有k个，分别为p1～pk，综合协调各个所述选定参数所对应的子电路寿命模型中的拟合参数的步骤包括：
完成所述选定参数p1～pi-1所对应的子电路寿命模型中的拟合参数调整，使得所述选定参数p1～pi-1所对应的所述子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据；
进行当前所述选定参数pi所对应的子电路寿命模型中的拟合参数调整，使得当前所述选定参数pi所对应的所述子电路寿命模型能够拟合相应的所述第一实测数据至要求程度；
统一协调所述选定参数p1～pi所对应的所述子电路寿命模型中相关联的拟合参数，并调整所述选定参数p1～pi-1所对应的所述子电路寿命模型中其他的拟合参数，使得所述选定参数p1～pi所对应的所述子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据。
8.如权利要求5至7中任一项所述的spice寿命模型的调参方法，其特征在于，还包括：
通过实测来获得所述目标mos晶体管的不同电学特性衰减特性参数在第二预设时长内随时间变化的第二实测数据；
利用所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型来拟合所述第二实测数据；
若所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型对所述第一实测数据和所述第二实测数据的拟合结果不匹配，则针对所述选定参数，从所述bsim模型的模型参数中选出至少一个辅助参数，并进一步得到所述辅助参数随时间变化的子电路寿命模型，且对所述辅助参数所对应的子电路寿命模型和所述选定参数所对应的子电路寿命模型进行统一调参，使得所述选定参数所对应的所述子电路寿命模型和所述辅助参数所对应的子电路寿命模型均能够精准地拟合相应的所述第一实测数据和所述第二实测数据。
9.如权利要求8所述的spice寿命模型的调参方法，其特征在于，所述辅助参数包括所述bsim模型的以下模型参数中的至少一种：低场迁移率u0、第一栅压依赖参数ua、第二栅压依赖参数ub、体电压依赖参数uc、零体电压长沟道器件阈值电压vth0、沟道输出电阻退化的沟道长度调制效应的模拟参数pclm、亚阈值区斜率参数的耗尽区电容依赖系数nfactor、标准温度下的沟道载流子饱和速度vsat、体电荷效应模型的栅压依赖参数ags和体电荷效应模型的沟道长度依赖参数a0。
10.一种mos晶体管寿命的确定方法，其特征在于，包括：
通过所述权利要求1～3中任一项所述的spice寿命模型的建模方法，或者，通过权利要求5～9中任一项所述的spice寿命模型的调参方法，得到所需的spice寿命模型，所述spice寿命模型包括至少一个选定参数的子电路寿命模型；
根据所述spice寿命模型，确定目标mos晶体管在未施加电应力时，用于拟合所述目标mos晶体管电学特性衰减特性所对应的bsim模型的所述选定参数的初始值；
根据所述spice寿命模型，确定在所述目标mos晶体管上施加一电应力后，所述选定参数对应的所述spice寿命模型由所述初始值减小到所述初始值的十分之九时所需要的时间，并将该时间作为所述mos晶体管的寿命。
技术总结