硅基螺旋电感器件等效电路双Π非对称模型参数的提取方法

摘要

本发明涉及提取硅基螺旋电感器件等效电路双∏非对称模型参数的方法。本发明“硅基螺旋电感器件等效电路双∏非对称模型参数的提取方法”属于微电子与集成电路领域。本方法是关于硅基在片螺旋电感器件的等效电路，特别是双π非对称等效电路模型参数提取的一种新型解析算法。这种方法是在测试S-参数的基础上，通过对螺旋电感非对称双∏等效电路的分析，把双π模型转化为两个级联的单π模型。并发现了一系列反映电感器件最重要特性的特征函数。根据特征函数的系数，可直接求出等效电路模型的主要参数值。本算法可以解决传统的迭代和拟合方法中存在的多值性和非最佳解等问题，并且可以实现同测试结果高精度的吻合。

主权项

1.一种硅基在片螺旋电感器件的等效电路模型参数的提取方法，其特征在于所述方法是通过测量的S-参数，针对非对称双∏等效电路模型，利用特征函数的解析法提取等效电路各元件参数值；所述特征函数包括两个单∏电路，这两个单∏电路分别由Y_s1部分和衬底部分Y_subl，Y_s2部分和衬底部分Y_sub2组成，Y_s1由元件R_s1，L_s1，C_p1，R₁，L₁组成，Y_sub1由元件R_sub1，C_sub1，C_ox1组成，Y_s2由元件R_s2，L_s2，C_p2，R₂，L₂组成，Y_sub2由元件R_sub2，C_sub2，C_ox2组成；所述R₁和R₂为高阶串联电阻，R_s1和R_s2为串联电阻，L₁和L₂为高阶串联电感，L_s1和L_s2为串联电感，C_p1和C_p2为邻近的金属连线间电容，R_sub1和R_sub2为衬底的等效电阻，C_sub1和C_sub2为衬底的等效电容，C_ox1和C_ox2为金属-氧化物电容；所述Y_s1部分在低频条件下阻抗为：其中公式(1)在低频极限下转换成：R₁＝1/[1/real(Z_s1)-1/R_s1]，(3)公式(2)转换成：在imag(Z_s1)/ω出现最小值和real(Z_s1)出现平坦区域的情况下，测出非对称双∏等效电路模型Y_s1部分L_s1和R_s1的初始值；第一轮参数提取和计算：根据R_s1²/[imag(Z_s1)/ω-L_s1]关于ω²的函数在测试图上的线性关系，由R_s1²/[imag(Z_s1)/ω-L_s1]关于ω²的函数的斜率根据公式(4)计算出L₁，根据公式(3)计算出R₁；第二轮参数提取和计算：把公式(1)和(2)转换成公式(5)和(6)：将第一轮参数提取和计算得到的各元件参数值继续带入公式(5)和(6)求出新的R_s1′和L_s1′的初始值后；将新的R_s1′和L_s1′值带入第一轮参数提取和计算，此过程多次重复后，直到参数收敛到一个理想的精度，求得L₁、R₁、R_s1′和L_s1′。