半导体器件模型测试数据的处理方法和装置

技术领域

本发明涉及的领域是电子设计自动化，具体而言，公开了一种半导体器件模型测试数据的处理方法和装置。

背景技术

半导体器件的测试数据仿真，是分析半导体器件原理和性能的重要工具，有着广泛的应用，其已经成为集成电路计算机辅助设计不可分割的一个部分，这种将基于仪器系统的实验“移植”到强大的计算机平台，能够省时省力地实现产品设计与研发，必然会为半导体行业的发展带来巨大社会经济效益。所谓的仿真设计技术，是指利用各种物理的和数学的，静态的和动态的，连续的和离散的模型可视化地复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来快速准确地预测和凝练出相关的物理规律以及趋势预测，进而助力我们对实际系统的研究，仿真设计技术包括测量、仿真、优化和统计分析工具等，借助于仿真分析，选择合适参数指标，优化芯片结构参数，进而提供高效可靠的实验设计方案。

于现有技术中，半导体器件的参数数据测量的实验结束后，将得到的测试数据导出为文本文件，集成电路建模软件导入文本文件进行进一步的拟合处理，本方法无法实现数据的全面分析和实时分析，导致无法及时发现器件测量过程中的异常情况，无法及时评估半导体器件的测试数据即物理实验数据的可靠性，无法及时验证半导体器件仿真模型及结果的可信度，无法及时改进和优化半导体器件数据测量的方案。

进一步地，由于半导体器件数据测量进行时或结束后，无法对测试数据和仿真数据进行全面、实时、有效的分析比对，未经过比对评比的测试数据，增加了模型提取失败的可能性，导致出现大量的资源浪费。

发明内容

为了解决现有技术中的缺陷，本申请提供了一种半导体器件模型测试数据的处理方法和装置。

本申请的第一方面提供了一种半导体器件模型测试数据的处理方法，该方法具体可以包括：

获取针对半导体器件执行测试的数据源集，数据源集包括：测试数据集、仿真数据集、源筛选数据集的一种或者多种；

保存数据源集，将数据源集存储至嵌入式数据库；

预设数据呈现条件，根据嵌入式数据库存储的数据源集，预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择；

处理数据源集，根据预设数据呈现条件，提取数据源集，生成自定义数据集并呈现，以及基于自定义数据集对半导体器件的器件模型进行拟合。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括：

根据半导体器件的预设测量参数，获取半导体器件的测试数据集。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括获取仿真数据集包括：

调用半导体器件的器件模型的模型库文件进行解析，获取模型解析经过模型仿真得到的仿真数据数据集。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括获取源筛选数据集包括：

基于半导体器件测量过程的测量参数和测量例程，获取源筛选数据集。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括将数据源集存储至嵌入式数据库包括：

读取数据源集存储至嵌入式数据库并生成匹配嵌入式数据库的软链接文件，软链接文件和嵌入式数据库保存的数据源集的路径相对应具备第一映射关系；

根据第一映射关系，实现测试数据的编辑更新。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括实现测试数据的编辑更新包括：

接收目标用户针对软链接文件的访问请求；

在第一映射关系存在编辑变更需求的情况下，则更新第一映射关系和软链接文件；

在目标用户读取编辑更新后的软链接文件时，根据更新后的第一映射关系，将更新后的软链接文件指向嵌入式数据库保存的数据源集的路径。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择包括：

根据半导体器件的类别、数据源集、半导体器件的数据类型预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括提取数据源集包括：

获取某一半导体器件的测试数据；

在某一半导体器件的测试数据的值不为空的情况下，提取包括测试数据集的数据源集。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括提取数据源集还包括：

获取某一半导体器件的仿真数据；

在仿真数据集对应的任一半导体器件的仿真数据的值不为空的情况下，提取包括仿真数据集的数据源集。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括呈现数据源集包括：

根据提取的数据源信息生成自定义数据集，根据自定义数据集生成对应的二维矩阵；

在二维矩阵对应的数据存在的情况下，通过预设图像化界面算法实现自定义数据集显示在图形界面。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括基于自定义数据集对半导体器件的器件模型进行拟合包括：

在自定义数据集包括测试数据集、仿真数据集的情况下，获取测试数据、仿真数据之间的误差数据；

根据误差数据对半导体器件的器件模型进行拟合。

在本申请的第一方面的一种可能实现方式中，获取测试数据集包括根据误差数据对半导体器件的器件模型进行拟合包括：

调整半导体器件的器件模型的模型文件里的预设参数，获取多组误差数据对半导体器件的器件模型进行迭代拟合；

在提取模型达到预设精度阈值的精度的情况下，生成器件模型拟合对应的预设参数；

其中，误差数据由仿真数据集与测试数据集之间的误差生成。

本申请的第二方面提供一种提取半导体器件模型测试数据的装置，该装置可以包括非暂态计算机存储介质，其上存储有一个或多个可执行指令，一个或多个可执行指令被处理器执行后，执行下述步骤：

获取针对半导体器件执行测试的数据源集，数据源集包括：测试数据集、仿真数据集、源筛选数据集的一种或者多种；

保存数据源集，将数据源集存储至嵌入式数据库；

预设数据呈现条件，根据嵌入式数据库的数据源集，预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择；

处理数据源集，根据预设数据呈现条件，提取数据源集，生成自定义数据集并呈现，以及用自定义数据集对半导体器件的器件模型进行拟合。

本发明具备以下有益技术效果：

1、本申请通过设置嵌入式数据库保存测试数据集、仿真数据集，通过建立映射嵌入式数据库的软链接文件，实现实时查看数据测量结果、根据编辑变更需求实现数据测量集的变更，并及时验证半导体器件仿真模型及结果的可信度。

2、通过嵌入式数据库保存的数据源集，根据提取的包括测试数据集和仿真数据集的自定义数据集，实现提取的自定义数据集的图形绘制、模型提取，通过测试数据集的实时更新，进行反复的迭代验证，得到可靠的模型提取参数，有效的减少试验次数、降低物理实验的数据测量成本、加快复杂产品研发，增加了模型提取参数的可靠性和成功率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显

图1根据本申请实施例，示出了一种半导体器件模型测试数据的处理方法流程示意图；

图2根据本申请实施例，示出了一种预设数据呈现方式示意图；

图3根据本申请实施例，示出了一种半导体器件测量拟合模型工具的系统架构示意图；

图4根据本申请实施例，示出了一种示出了一种半导体器件模型测试数据处理的装置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

具体地，图1根据本申请的一些实施例，示出了一种半导体器件模型测试数据的处理方法流程示意图，具体包括：

步骤100：获取针对半导体器件执行测试的数据源集，数据源集包括：测试数据集、仿真数据集、源筛选数据集的一种或者多种。可以理解的是，针对半导体器件在仿真软件实现模型提取需要根据半导体器件的物理实验的测试数据集、仿真器中获取的仿真数据集、或者基于测量过程的测量参数设置实现测试数据集的再次筛选得到的源筛选数据集，以便根据数据源集中包括的数据实现测试数据的查看、编辑拟合等。

具体地，对于要实现测试数据集的测量为半导体器件的参数测量，需要驱动各种仪器，包括探针台(Probe)、开关矩阵(Matrix)、高精密数字源表(SMU)等，为了加快测量以及减少重复设置，需要建立测量例程(Routine)库以及器件与仪器的连接关系。

在本申请的一些实施例中，以晶圆(Wafer)测量为例，需要先通过探针台获取所有Die(晶圆上的一个单元，所有单元的结构都一致)的信息，同时定义好Subdie(Die的子单元)里器件信息，以及每个器件上要进行测量的例程等，通过预设以上参数信息，实现整片晶圆(Wafer)进行批量测量，获得基于对应预设测量参数的测试数据集。

于上述步骤100中，根据半导体器件的预设测量参数，获取半导体器件的测试数据集。可以理解的是，对于半导体器件的执行的测试测试数据可以是电流-电压曲线、电容-电压(CV)测试，也包括射频领域的散射参数(Scatter参数，简称S参数)的测量，相应地，测试数据集可以包括一个或多个电流-电压曲线(电流例如为漏极电流Id、栅极电流Ig、体电流Ib、源极电流Is等)电容-电压(CV)测试、S参数等测量中的任一种，针对半导体器件的批量测量测试得到的若干个测试数据可以构成一个测试数据集。

于上述步骤100中，调用半导体器件的模型库文件进行模型解析，获取模型解析经过仿真器仿真得到的仿真数据数据集。可以理解的是，半导体器件模型预设模型中的参数值，同时预设符合要求的格式形成模型库文件，解析模型库文件可得到模型实例，也就是各个模型参数值，然后经过仿真器得到仿真数据集。其中，相关算法或者算法模型是本领域技术人员现有技术可以实现的，实际选择中可以根据实际需要选择场景选择现有的算法。

于上述步骤100中，基于半导体器件测量过程的测量参数和测量例程，获取源筛选数据集。可以理解的是，为了进一步根据半导体器件的类型对测试数据集进行进一步的筛选，半导体器件的物理实验即测试数据获取的过程中，测量参数和测量例程的设置，进一步筛选部分的测试数据作为源筛选数据集。

在本申请的一些实施例中，在进行物理实验获取测试数据的半导体器件具体为晶圆的条件下，通过晶圆使用Die到Sub-die再到device这样的层级结构来表征晶圆的结构，选择一片晶圆有几十到上百个相同的Die的中的一部分，进一步地，选择每一个die上包含几个或者几十个不同的Sub-die的一部分，每个Sub-die上又分别有不同的器件，通过选择不同数量的Die,Sub-die，以及器件数量，同时通过测量例程选择晶圆参数测量的具体测试数据的类型，实现源筛选数据集的选择。

具体地，以有40颗不同尺寸的半导体器件(5个不同宽度，8个不同长度)为例，有4种不同的数据类型即对应的测量例程，此时测试数据集就可以看作一个40行8列的二维矩阵，矩阵上每个点对应一个尺寸的器件的一种数据，这个矩阵可以不是满矩阵，比如数据没有测量，或者测到的是异常数据被排除，对于该种情况下，测试数据集对应的二维矩阵的这部分点对应的值为空；对于仿真数据则不存在这种情况，当仿真数据缺失时可以根据需要调用仿真器进行仿真进一步得到仿真数据集；对于源筛选数据集可以如前述半导体器件中选出有40颗不同尺寸的半导体器件中的前10个Die，Die index从0到9,每个Die选择前三个Sub-die,Sub-die序列从0到2，而每个Sub-die上所有器件都选中，假如都是4颗，则相当于最终选择了10x3x4＝120个Device，作为源筛选数据集。

步骤200：保存数据源集，将数据源集存储至嵌入式数据库。可以理解的是，而嵌入式数据库通常和应用程序一起发布，不需要单独地部署一个数据库服务器，具备呈现携带性，当用户因自身业务需求变更或者存储数据的情况下，只需要保存相似文件或相同文件的一个版本时，可以通过软链接文件，对不同的请求提供正常访问，实现数据访问。

于上述步骤200中，将数据源集存储至嵌入式数据库包括：读取数据源集存储至嵌入式数据库并生成匹配嵌入式数据库的软链接文件，软链接文件和嵌入式数据库保存的数据源集的路径相对应具备第一映射关系；根据第一映射关系，实现测试数据的编辑更新。可以理解的是，为了实现对嵌入式数据库的访问，数据更新、刷新存储对应的数据源集，需要基于嵌入式数据库建立内新建软链接文件，软链接文件用于指向嵌入式数据库中存储的数据源集的目标路径，建立第一映射关系，基于第一映射关系的变更需求，实现测试数据的实时更新、编辑、显示等。具体地，读取数据源集存储至嵌入式数据库可以包括将测量数据源集存入嵌入式数据库。

具体地，实现测试数据的编辑更新包括：接收目标用户针对软链接文件的访问请求；在第一映射关系存在编辑变更需求的情况下，则更新第一映射关系和软链接文件；在目标用户读取编辑更新后的软链接文件时，根据更新后的第一映射关系，将更新后的软链接文件指向嵌入式数据库保存的数据源集的路径。可以理解的是，目标用户对于访问请求的软链接文件，响应于确定嵌入式数据库中存在软链接标识，确定请求文件为软链接文件，访问软链接文件所指向的嵌入式数据库对应的数据源集文件。软链接文件包含了所指向的嵌入式数据库对应的目标文件或者数据源集的路径名，通过软链接方式与数据源集文件进行连接，从而使得目标用户基于对软链接文件的请求，实现对软链接文件对应的测试数据集的更新编辑的请求。

步骤300：预设数据呈现条件，根据嵌入式数据库存储的数据源集，预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择。可以理解的是，半导体器件物理实验的测试数据集与经过模型文件库的模型分析得到的仿真数据集可能存在较大差距，通过预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择，以便进一步查看和验证测试数据集。

于上述步骤300中，预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择包括：根据半导体器件的类别、数据源集、半导体器件的数据类型预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择。可以理解的是，对于半导体器件的物理实验测试和仿真运行，最终存在可以输出的测试数据集和仿真数据集，在半导体器件模型建模时，需要根据测试数据集和/或仿真数据集实现对半导体器件的模型提取，具体地，按照嵌入数据库中存储的数据，根据半导体器件的类别、半导体器件物理实验测试集仿真测试中获取的数据源集、半导体器件的数据类型信息预设显示界面可以显示一个或者多个预设数据呈现条件的选择，具体的选择项可以根据目标用户的需求设定。模型提取中涉及的相关算法或者算法模型是本领域技术人员根据现有技术可以实现的，实际选择中可以根据实际需要一选择应用场景选择，在此不做限定。

在本申请的一些实施例中，半导体器件至少包括下述组中的一种或多种器件：MOSFET晶体管、SOI晶体管、FinFET晶体管、BJT晶体管、HBT晶体管、TFT晶体管、MESFET晶体管、二极管整流器、振荡器、发光器、放大器、测光器等器件。

步骤400：处理数据源集，根据预设数据呈现条件，提取数据源集，生成自定义数据集并呈现，以及基于自定义数据集对半导体器件的器件模型进行拟合。可以理解的是，对于半导体器件模型的数据实时显示，可以根据需要提取的数据需求或者半导体器件执行模型仿真测试、物理实验测试得到存储嵌入式数据库数据源集、仿真数据集的具体信息，生成自定义数据集，以实现根据自定义数据集进行器件模型的拟合。

具体地，自定义数据集中可以包括数据源集、仿真数据集等数据信息。

具体地，获取某一半导体器件的测试数据；在某一半导体器件的测试数据的值不为空的情况下，提取包括测试数据集的数据源集。

具体地，获取某一半导体器件的仿真数据；在仿真数据集对应的任一半导体器件的仿真数据的值不为空的情况下，提取包括仿真数据集的数据源集。

于上述步骤400中，呈现数据源集包括：根据提取的数据源信息生成自定义数据集，根据自定义数据集生成对应的二维矩阵；

在二维矩阵对应的数据存在的情况下，通过预设图像化界面算法实现自定义数据集显示在图形界面。

可以理解的是，如图2所示，示出了一种预设数据呈现方式示意图，测试数据集和仿真数据集在实现数据显示时，每个数据显示页面首先呈现一个导航页面，显示这个数据显示页面中预设数据呈现条件，包括选中的半导体器件、数据类型，以及对应的数据源集等，目标用户在数据显示页面选择半导体器件、数据类型，软件查询数据源集以便生成对应的二维矩阵，如果二维矩阵的数据存在，预设图像化界面算法实现自定义数据集显示在图形界面，或者直接根据选中的预设数据呈现条件绘制相应图表。

于上述步骤400中，基于自定义数据集对半导体器件的器件模型进行拟合包括：在自定义数据集包括测试数据集、仿真数据集的情况下，获取测试数据、仿真数据之间的误差数据；根据误差数据对半导体器件的器件模型进行拟合，具体地，由仿真器得到的仿真数据集的值不会为空。

进一步地，调整半导体器件的器件模型的模型文件里的预设参数，获取多组误差数据对半导体器件的器件模型进行迭代拟合；

在提取模型达到预设精度阈值的精度的情况下，生成器件模型拟合对应的预设参数。其中，所述误差数据由所述仿真数据集与所述测试数据集之间的误差生成，即为由仿真器的多组仿真数据和物理实验的多组测试数据之间的误差数据。

在本申请的一些实施例中，在目标用户根据同时测试数据集、仿真数据集进行模型提取的情况下，图形界面呈现测试数据集、仿真数据集在对应测试半导体器件的误差数据，误差可以使用均方根(Root Mean Square，简称RMS)进行计算，目标用户获取均方根的数值，根据RMS数值进行相应的调整，进一步地改变半导体器件模型的预设测量参数，同时通过不断改变预设测量参数，对对应测试的半导体器件的测试数据集进行优化，减小RMS值，使得RMS的值提取模型达到预设精度阈值的精度，进而生成器件模型拟合对应的预设参数。

在本申请的一些实施例中，可以通过预设RMS的值为5％，迭代优化的数值满足5％的情况下，进而生成器件模型拟合对应的预设参数，其中RMS的数值可以根据目标用户的需求或者半导体器件的类型进行限定，在此不做具体限定。

于上述步骤100-400中，半导体器件测试数据集及其模型提取可以基于测试工具的不同模块实现，具体地，图3示出了一种半导体器件测量拟合模型工具的系统架构示意图，该模型工具具体可以包括：数据处理层1、数据存储层2、数据表现层3，数据处理层可以处理数据的可以来自于测试数据集，也可以来自于模型经过仿真器得到的仿真数据集，将经过处理的数据存储至内嵌数据库，通过软链接文件的方式进行数据处理，即对数据集进行处理获取自定义数据集进行数据的呈现，图形绘制、通过优化迭代实现数据拟合。

图4根据本申请的实施例，示出了一种半导体器件模型测试数据处理的装置示意图，具体包括：非暂态计算机存储介质，其上存储有一个或多个可执行指令，一个或多个可执行指令被处理器执行后，执行下述步骤：

获取所述针对半导体器件执行测试的数据源集，所述数据源集包括：测试数据集、仿真数据集、源筛选数据集的一种或者多种；

保存所述数据源集，将所述数据源集存储至嵌入式数据库；

预设数据呈现条件，根据所述嵌入式数据库的所述数据源集，预设显示界面一个或者多个预设数据呈现条件的选择；

处理所述数据源集，根据所述预设数据呈现条件，提取所述数据源集，生成自定义数据集并呈现，以及用所述自定义数据集对所述半导体器件的器件模型进行拟合。

可以理解的是，上述装置各个功能模块执行与前述一种半导体器件模型测试数据处理方法相同的步骤流程，在此不做赘述。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。