電阻模型提取方法
2023-08-10 00:20:41 1
專利名稱：電阻模型提取方法
技術領域：
本發明關於一種電阻模型提取方法，特別是關於一種分壓電路的抽頭電阻模型提 取方法。
背景技術：
電阻是電路中最基本的元器件之一，其基本定義是衡量電子通過某種材料的難易 程度，其定量計算式如下R = p^ 丄式 1
S其中，L和S為電阻材料的長度和橫截面的面積。長度越長，電子通過的難度越大， 電阻越大；橫截面的面積越小，電子通過越難，電阻越大；P為電阻率，單位為Ω.Π1，表徵某 種材料的導電性能，根據電阻率大小程都一般將材料分為絕緣體、導體和半導體。為了準確控制電阻值，分離器件的電阻一般使用特殊材料製成，如金屬膜電阻使 用電阻率穩定的某些金屬或其氧化膜，製造時將該材料塗抹在絕緣磁管上，然後蝕刻成 螺旋狀以增加有效長度和控制截面積，並按相應的方法來計算電阻值；為改善螺旋的電 感效應，現代器件一般使用表面貼裝的電阻，這種電阻一般做成080x050或060x030或 040x020mil等長方體塊的封裝形式，其電阻計算或提取遵從相應規律。為進一步減小電路 和最終產品的體積，集成電路被大量使用，電阻以更小的形式在集成電路裡被大量使用，典 型形式如MOS電阻、多晶矽電阻，而多晶矽電阻(方塊電阻)是集成電路中最常使用的一 種。在集成電路裡，所使用的工藝決定各部分的材料的厚度包括多晶矽電阻的厚度， 它們在本工藝場景下是固定的，因此上面的式1可變形為
LL P L 7 L
「fifiri7l R = p^<— = px-= — χ ——=Rsnx—-f 9
L0007」h Wxt t ψW^z其中，Rsh= P/t，定義為方塊電阻的電阻率，單位為Ω/□，L為方塊電阻長度， W為方塊電阻寬度，L和W單位相同(一般為ym)。考慮到集成電路蝕刻和其他因素的影響，其有效長度和有效寬度均和設計值存在 一定的誤差，典型情況如蝕刻等引起的長度和寬度變化，定義考長度和寬度的誤差為等效 誤差DelataL和DeltaW，綜合或提取電阻值時需要充分考慮；另外，一般電阻兩端需要和金 屬引線相連以便於將電阻有效連接在其他電路中，這兩個金屬節點會產生固定的端接電阻 Rendl和Rend2，或以Rend表示，Rend = Rendl+Rend2。考慮上述因素，傳統的多晶矽電阻 提取表達式變化為下式R = RshX (L+DeltaL)/(ff+Deltaff) +Rend, Rend = Rendl+Rend2式 3式中DeltaL和DeltaW為蝕刻長度誤差與蝕刻寬度誤差，Rend為兩端引線造成的 固有電阻。圖1是一種經常用於分壓電路的電阻模型，Rendl與Rend2分別為兩端引線造成的固有電阻，Length為電阻長度，Width為電阻寬度，由於圖1分壓電路的電阻模型中涉及
多個節點(如RtapU Rtap2、Rtap3......Rtapn-I以及Rtapn)，故傳統二節點電阻提取公
式(式3)不能適用。綜上所述，可知先前技術中存在用於分壓電路的電阻模型由於涉及多個節點而無 法採用傳統的二節點電阻提取方法提取獲得的問題，因此實有必要提出改進的技術手段， 來解決此一問題。
發明內容
為克服上述現有技術存在的由於用於分壓電路的電阻涉及多個節點而無法由傳 統的二節點電阻提取方法提取電阻的缺點，本發明的主要目的在於提供一種電阻模型提取 方法，其通過對電源模型長度與寬度的改變，利用傳統電阻提取公式提取所需參數值，以達 到對具有多個節點的分壓電路的電阻模型進行準確提取的目的。為達上述及其它目的，本發明一種電阻模型提取方法，該電阻模型具有多個節點 並用於分壓電路中，該方法至少包含步驟101，分別改變該電阻模型的長度與寬度，並根據傳統二節點電阻提取公式， 提取所需參數值；以及步驟102，根據該所需參數值，提取該電阻模型各個級聯電阻的電阻值。該所需參數值包括電阻率、蝕刻長度誤差、蝕刻寬度誤差以及兩端引線造成的固 有電阻。進一步地，步驟101更包括如下步驟改變該電阻模型的長度，並在該電組模型兩端間加偏置電壓，測量不同長度時電 阻的電阻值，提取該蝕刻寬度誤差；改變該電阻模型的寬度，並在該電阻模型兩端間加偏置電壓，測量不同寬度時電 阻的電阻值，提取該蝕刻長度誤差以及該兩端引線造成的固有電阻；以及選擇一組不同長度或寬度的電阻，在上半部節點或下半部節點間測量節點間的電 阻，根據該傳統二節點電阻提取公式提取獲得斷電阻。進一步地，在步驟101之後，還存在如下步驟多次改變該電阻模型的長度與寬 度，並分別根據該傳統二節點電阻提取公式提取該所需參數值，並對多次提取的該所需參 數值進行數值擬合，以獲得該所需參數值的優化值。該傳統二節點提取公式為R= RshX (L+DeltaL)/(W+DeltaW)+Rend，其中，Rsh 為 電阻率，DeltaL為蝕刻長度誤差，Deltaff為蝕刻寬度誤差，Rend為該電阻模型兩端引線造 成的固有電阻該斷電阻為節點連接形成的電阻。與現有技術相比，本發明一種電阻模型提取方法通過改變電阻模型的長度與寬 度，並根據傳統二節點電阻提取公式提取所需參數值，並可通過電路描述語言描述具有該 電阻模型的分壓電路，多次改變電阻模型的長度與寬度，提取多組所需參數值，並進行數值 擬合獲得更準確的參數值，可以獲得具有多個抽頭的電阻網絡的各抽頭間電阻值，達到了 對具有多個節點的分壓電路的電阻模型進行準確提取的目的，由此組成的分壓電路的分壓 也很容易計算。
圖1為常用的分壓電路的電阻模型示意圖；圖2為圖1中電阻模型的等效子電路；圖3為本發明一種電阻模型提取方法的流程圖；圖4為圖3中步驟101的詳細流程圖。
具體實施例方式以下通過特定的具體實例並結合
本發明的實施方式，本領域技術人員可 由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其它優點與功效。本發明亦可通過其它不同 的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離 本發明的精神下進行各種修飾與變更。圖2為本發明較佳實施例中用於分壓電路的抽頭電阻模型的等效電路。為便於理 解本發明，在此將圖1的電阻模型等效為圖2的子電路。根據圖2，本發明用於分壓電路的
電阻模型包括多個級聯電阻R1、R2.......R(n/2+l)，其具有多個節點，其中，Rtapl、Rtap3、
Rtap5. · · · Rtapn-I為上半部節點，Rtap2、Rtap4、Rtap6......Rtapn為下半部節點，具體來
說，節點Rtapl與節點Rtap2為電阻Rl與電阻R2之間的節點，節點Rtap3與節點Rtap4為 電阻R3與電阻R4之間的節點，依此類推，節點Rtap(n-l)與節點Rtap(n)為電阻R(n/2) 與電阻R(n/2+l)之間的節點。圖3為本發明之電阻模型提取方法的流程圖。本發明之電路模型提取方法，用於 分壓電路，包括以下步驟步驟101，分別改變電阻模型的長度與寬度，根據傳統二節點電阻提取公式，提 取所需參數值，具體來說，這裡的所需參數值包括方塊電阻的電阻率Rsh、蝕刻長度誤差 DeltaL,時刻寬度誤差DeltaW以及兩端引線造成的固有電阻Rend，傳統二節點電阻提取公 式為R = RshX (L+DeltaL) / (ff+Deltaff) +Rend, Rend = Rendl+Rend2，其中 Rsh 為電阻模型 的方塊電阻的電阻率，DeltaL和DeltaW為蝕刻長度誤差與蝕刻寬度誤差，Rend為電阻模型 兩端引線造成的固有電阻；以及步驟102，通過上述步驟獲得的所需參數值，即可提取具有η/2個抽頭的電阻模型 的各抽頭間的電阻值(共n/2+l個電阻)，也就可以容易提取該電阻模型中各個級聯電阻的 電阻值，那麼由此組成的分壓電路的分壓也就能很容易計算獲得，這也意味中本發明的電 阻模型能夠被提取。圖4為本發明較佳實施例中參數提取的詳細流程。本發明較佳實施例中，步驟101 更可以包含以下步驟步驟101a，改變電阻模型的長度，模擬實際應用，並在電阻Rendl和Rend2兩端間 加偏置電壓，測量不同長度的電阻的阻值，提取蝕刻寬度誤差DelataW;Ll和L2長度時電阻分別為Rli = RshX (L^DeltaL) / (ff+Deltaff) +RendRl2 = Rsh X (L2+De ItaL)/ (ff+De 1 taff) +Rend兩式相減得到 Ru-Rl2 = RshX (L1-L2) / (ff+Deltaff)
兩式移項相除得到
權利要求
一種電阻模型提取方法，該電阻模型具有多個級聯電阻，並用於分壓電路中，該方法至少包含步驟101，分別改變該電阻模型的長度與寬度，並根據傳統二節點電阻提取公式，提取所需參數值；以及步驟102，根據該所需參數值，提取該電阻模型各個級聯電阻的電阻值。
2.如權利要求1所述的電阻模型提取方法，其特徵在於該所需參數值包括電阻率、蝕 刻長度誤差、蝕刻寬度誤差以及兩端引線造成的固有電阻。
3.如權利要求2所述的電阻模型提取方法，其特徵在於，步驟101更包括如下步驟 改變該電阻模型的長度，並在該電組模型兩端間加偏置電壓，測量不同長度時電阻的電阻值，提取該蝕刻寬度誤差；改變該電阻模型的寬度，並在該電阻模型兩端間加偏置電壓，測量不同寬度時電阻的 電阻值，提取該蝕刻長度誤差以及該兩端引線造成的固有電阻；以及選擇一組不同長度或寬度的電阻，在上半部節點或下半部節點間測量節點間的電阻， 根據該傳統二節點電阻提取公式提取獲得斷電阻。
4.如權利要求3所述的電阻模型提取方法，其特徵在於，在步驟101之後，還存在如下 步驟多次改變該電阻模型的長度與寬度，並分別根據該傳統二節點電阻提取公式提取該 所需參數值，並對多次提取的該所需參數值進行數值擬合，以獲得該所需參數值的優化值。
5.如權利要求4所述的電阻模型提取方法，其特徵在於該傳統二節點提取公式為R =RshX (L+DeltaL)/(W+DeltaW)+Rend，其中，Rsh為該電阻率，DeltaL為該蝕刻長度誤差， Deltaff為該蝕刻寬度誤差，Rend為該兩端引線造成的固有電阻。
6.如權利要求5所述的電阻模型提取方法，其特徵在於，該斷電阻為節點連接形成的 電阻。
全文摘要
本發明公開一種電阻模型提取方法，該電阻模型具有多個級聯電阻並用於分壓電路中，該方法至少包含分別通過改變該電阻模型的長度與寬度，並根據傳統二節點電阻提取公式，提取所需參數值；以及根據該所需參數值，提取該多個級聯電阻的各個電阻值，通過本發明的電阻模型提取方法，可以達到對具有多個節點的分壓電路的電阻模型進行準確提取的目的。
文檔編號G06F17/50GK101957874SQ20101022934
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者張昊, 王冰冰 申請人:上海宏力半導體製造有限公司