JP2001028405A - Semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus - Google Patents

Semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus

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JP2001028405A
JP2001028405A JP11201223A JP20122399A JP2001028405A JP 2001028405 A JP2001028405 A JP 2001028405A JP 11201223 A JP11201223 A JP 11201223A JP 20122399 A JP20122399 A JP 20122399A JP 2001028405 A JP2001028405 A JP 2001028405A
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JP
Japan
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simulation
dimensional
section
result
capacitance
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JP11201223A
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Japanese (ja)
Inventor
Kanji Ohara
完治 大原
Rie Minami
里江 南
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor device electrical characteristics evaluation apparatus, which executes analysis of the electrical characteristics of a nonvolatile memory having a three-dimensional form in a two-dimensional simulation. SOLUTION: This evaluation apparatus has a means 11 for reading information on the impurity density in the interior of a semiconductor device, the material and the external shape of the device and the like, which results from two-dimensional process simulation, a means 12 for reading information on the material, the external shape and the like in the direction vertical to the section of the device which is the result of the two-dimensional process simulation, a means 13 for executing a capacity simulation about the shape of the section in the vertical direction of the device, a means 14 for changing the external shape such as the forms of the thickness of an insulating film which are the results of the two-dimensional process simulation from the result of the capacity simulation, a means 15 for specifying the conditions of calculation of a terminal voltage, the time of a voltage application and the like for making device simulation, a means 15 for making a device simulation for calculating potential and electron-hole density distribution in the interior of the device, the current- voltage characteristics of the element and the like and a means 17 for outputting the results through a means desired by users.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の電気
特性を数値計算によって、半導体素子内部の電気特性を
表す物理量、例えば電位、電子密度、正孔密度のうち少
なくとも1つの物理量の所定の位置における値を求める
ことにより評価する装置に関し、特に不揮発性メモリの
電気特性を評価する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of calculating the electrical characteristics of a semiconductor device by numerical calculation, by using a physical quantity representing the electrical characteristics inside the semiconductor device, for example, at a predetermined position of at least one of an electrical potential, an electron density and a hole density. And, more particularly, to an apparatus for evaluating electrical characteristics of a nonvolatile memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年半導体素子の複雑化、多様化などに
伴い、半導体プロセスデバイスシミュレーション装置を
用いた素子の特性解析が重要視されてくるようになって
きた。また所望の電気特性を満足するようなプロセス工
程を決定する指針としてプロセスデバイスシミュレーシ
ョンの結果を利用することが盛んに行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increasing complexity and diversification of semiconductor devices, it has become increasingly important to analyze the characteristics of devices using a semiconductor process device simulation apparatus. Also, the use of the results of process device simulation as a guideline for determining a process step that satisfies desired electrical characteristics has been actively performed.

【0003】従来の半導体プロセスシミュレーション装
置について説明する。半導体素子を製造するためのプロ
セス工程は通常数多くのステップから構成されている。
この情報をプロセスシミュレーション装置が認識できる
言語等に置き換えて入力する。この入力はユーザが手入
力する場合もあれば電子情報を何らかのインタプリンタ
装置により自動変換される場合もある。プロセスシミュ
レーション装置はプロセスの全工程に対し、忠実に数値
シミュレーションを実行し、電子計算機上に仮想的に半
導体素子を作成する。なお、プロセスシミュレーション
方法についてはアイ・イー・イー・イートランザクショ
ンオンエレクトロンデバイセズイーディー34(198
7年)第2217頁から第2219頁(IEEE Trans. El
ectron Devices ED-34 pp.2217-2219(1987))において
論じられている。このプロセスシミュレーション結果は
通常電子ファイルとしてデータベースの上に保存され、
適宜プリンタに出力されたり、端末の上にグラフィック
出力され、ユーザの欲する形式で結果解析が実行され
る。このプロセスシミュレーション結果ファイルの中に
は素子の外形的形状、素子を構成する材質情報、不純物
濃度情報などが記述されている。以下、プロセスシミュ
レーション結果を用い、デバイスシミュレーションを用
いて不揮発性メモリの電気特性を予測する従来の半導体
素子電気特性評価装置について述べる。
[0003] A conventional semiconductor process simulation apparatus will be described. A process for manufacturing a semiconductor device usually includes a number of steps.
This information is input after being replaced with a language or the like that can be recognized by the process simulation apparatus. This input may be manually input by the user or may be automatically converted from electronic information by some sort of interprinter device. The process simulation apparatus faithfully executes a numerical simulation for all steps of the process, and virtually creates a semiconductor device on an electronic computer. The process simulation method is described in I.E.E.E.E.Transaction on Electron Devices E.D.34 (198
7 years) Pages 2217 to 2219 (IEEE Trans. El
ectron Devices ED-34 pp.2217-2219 (1987)). This process simulation result is usually stored on a database as an electronic file,
The result is appropriately output to a printer or a graphic output on a terminal, and the result analysis is executed in a format desired by the user. The process simulation result file describes the external shape of the element, information on the material constituting the element, information on the impurity concentration, and the like. Hereinafter, a conventional semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus that predicts electrical characteristics of a non-volatile memory using device simulation using process simulation results will be described.

【0004】はじめに、プロセス結果入力部が上記公知
のプロセスシミュレーション装置により作られた素子の
外形的形状、素子を構成する材質情報、不純物濃度情報
などが記述されたファイルを読み取る。次にユーザ入力
部がユーザが指定した端子電圧の情報を読み取る。次に
デバイスシミュレーション部が、ユーザ所望の電極位置
に所定の電圧設定を行い、内部の電気特性がどのように
なるか、どのような電流−電圧特性が得られるかを解析
する。これはデバイスシミュレーション技術として知ら
れ、アナリシス・アンド・シミュレーション・オブ・セ
ミコンダクタ・デバイス、1984年、出版スプリンガ
ー・ベルラグ社、著者S.ゼルバヘル(S.Selberherr, A
nalysis and Simulation of Semiconductor Devices, S
pringer-Verlag, 1984)に示されている。
First, a process result input unit reads a file in which the external shape of an element, material information constituting the element, impurity concentration information, and the like, which are created by the above-described known process simulation apparatus, are described. Next, the user input unit reads the information on the terminal voltage specified by the user. Next, the device simulation unit sets a predetermined voltage at the electrode position desired by the user, and analyzes what internal electrical characteristics are and what current-voltage characteristics can be obtained. This is known as device simulation technology and is described in Analysis and Simulation of Semiconductor Devices, 1984, Springer Berlag, author S. Selberherr, A.
nalysis and Simulation of Semiconductor Devices, S
pringer-Verlag, 1984).

【0005】この技術は、半導体素子の内部を例えば図
10のように離散化用に水平方向及び垂直方向にグリッ
ドをひき、それらの交点の格子点を設け、各格子点の上
で、ポアソン方程式、電子電流連続式、正孔電流連続式
の合計3つの式を未知数である電位、電子密度、正孔密
度について解くものである。通常大型コンピュータ上で
これらの方程式を数値的に解くプログラムの形で実現さ
れる。
According to this technique, grids are drawn in the horizontal and vertical directions for discretization inside a semiconductor device, for example, as shown in FIG. 10, and grid points of their intersections are provided. , The electron current continuous equation, and the hole current continuous equation are solved for unknown potentials, electron densities, and hole densities. It is usually realized on a large computer in the form of a program that solves these equations numerically.

【0006】ここで典型的な不揮発性メモリ構造につい
て図9を参照しながら説明する。91は第1の拡散層、
92は第2の拡散層、93は半導体基板、94は浮遊ゲ
ート、95は制御ゲート、96は第1の絶縁膜、97は
第2の絶縁膜、98は素子分離膜、99は消去ゲートで
ある。不揮発性メモリの特徴は浮遊ゲート94を有し、
該浮遊ゲート94の内部に電荷が蓄積されているか否か
を読み取ることによってデータの“1”または“0”を
判定することである。
Here, a typical nonvolatile memory structure will be described with reference to FIG. 91 is a first diffusion layer,
92 is a second diffusion layer, 93 is a semiconductor substrate, 94 is a floating gate, 95 is a control gate, 96 is a first insulating film, 97 is a second insulating film, 98 is an element isolation film, and 99 is an erase gate. is there. Non-volatile memory features include a floating gate 94,
It is to determine whether data is "1" or "0" by reading whether or not charges are accumulated inside the floating gate 94.

【0007】浮遊ゲート94に電荷を蓄積するためには
第2の拡散層92及び制御ゲート95に所定の電圧を加
え、第2の拡散層92と半導体基板93との接合部付近
に加わる高電界により発生するホットキャリアを第1の
絶縁膜96を通過して浮遊ゲート94に注入させる方法
などがある。このような動作は不揮発性メモリの書き込
み現象と呼ばれている。
To accumulate charges in the floating gate 94, a predetermined voltage is applied to the second diffusion layer 92 and the control gate 95, and a high electric field applied near the junction between the second diffusion layer 92 and the semiconductor substrate 93 is applied. Hot carriers generated by the first insulating film 96 are injected into the floating gate 94 through the first insulating film 96. Such an operation is called a writing phenomenon of the nonvolatile memory.

【0008】浮遊ゲート94から電荷を消去するために
は制御ゲート95に所定の電圧を加え、第2の絶縁膜9
7に加わる高電界により第2の絶縁膜97を電荷がトン
ネル現象により通過して制御ゲート95から電極を通じ
て電荷を放出させる方法、あるいは第2の拡散層92に
所定の電圧を加え、第1の絶縁膜96に加わる高電界に
より第1の絶縁膜96を電荷がトンネル現象により通過
して第2の拡散層92から電極を通じて電荷を放出させ
る方法などがある。このような動作は不揮発性メモリの
消去現象と呼ばれている。
To erase charges from the floating gate 94, a predetermined voltage is applied to the control gate 95 and the second insulating film 9
7, a charge is passed through the second insulating film 97 by a tunnel phenomenon due to a high electric field, and the charge is released from the control gate 95 through the electrode. Alternatively, a predetermined voltage is applied to the second diffusion layer 92, There is a method in which charges are passed through the first insulating film 96 by a tunnel phenomenon due to a high electric field applied to the insulating film 96 to discharge the charges from the second diffusion layer 92 through the electrodes. Such an operation is called an erasing phenomenon of the nonvolatile memory.

【0009】浮遊ゲート94に電荷が蓄積された状態
か、消去された状態かを読み取るためには制御ゲート9
5及び第2の拡散層92に所定の電圧を加え、第1の拡
散層91から半導体基板93を通過して第2の拡散層9
2まで到達する電荷即ち電流が流れるか流れないかを判
断するものである。電荷が電子の場合、蓄積状態におい
ては浮遊ゲート94の電位が低く抑えられるために、半
導体基板93に及ぼす電位も低くなり、メモリセルにお
いてのしきい値電圧が高くなるので電流が流れない。逆
に消去状態においては浮遊ゲート94の内部の電荷はほ
ぼゼロとなっており、浮遊ゲート94の電位は制御ゲー
ト95の電位に少し及ばない程度に高くなっている。そ
のため半導体基板93に及ぼす電位も高くなり、メモリ
セルにおいてのしきい値電圧が低くなるので電流が流れ
る。
In order to read whether the floating gate 94 has accumulated or erased charges, the control gate 9
5 and the second diffusion layer 92, a predetermined voltage is applied to the second diffusion layer 9 from the first diffusion layer 91 through the semiconductor substrate 93.
It is to judge whether or not the electric charge that reaches 2 or the electric current flows. When the charges are electrons, the potential of the floating gate 94 is kept low in the storage state, so that the potential applied to the semiconductor substrate 93 is also low, and the threshold voltage in the memory cell is high, so that no current flows. Conversely, in the erased state, the electric charge inside the floating gate 94 is almost zero, and the potential of the floating gate 94 is high enough to be slightly lower than the potential of the control gate 95. Therefore, the potential applied to the semiconductor substrate 93 increases, and the threshold voltage in the memory cell decreases, so that a current flows.

【0010】デバイスシミュレーション装置において書
き込み現象を計算する方法について説明する。
A method for calculating a write phenomenon in a device simulation apparatus will be described.

【0011】所定の端子に所定の電圧を印加し、過渡解
析により実現する。実際の書き込み時間を微少な時間ス
テップに分割し、その時間ステップの中では端子電流や
書き込みの電流は一定量が流れているものとする。初期
状態において浮遊ゲートの電圧を計算し、メモリセル内
部の電位、電子密度、正孔密度、端子電流、書き込み電
流の計算を行う。書き込み電流に時間ステップを掛けた
値がその間に浮遊ゲートに蓄積される電荷量となるの
で、その値をもとに次の時間ステップでの浮遊ゲートの
電圧を計算する。また同様に端子電流、書き込み電流の
計算を行い、同様にその間に浮遊ゲートに蓄積される電
荷量を計算する。この計算をユーザ所望の時間に達する
まで継続して行う。最終的に、時間的に変化する電荷量
をあらかじめ測定した第2の絶縁膜97の容量で割ると
時間的なしきい値電圧のシフト量の変化が求められる。
[0011] A predetermined voltage is applied to a predetermined terminal, and this is realized by transient analysis. It is assumed that the actual writing time is divided into minute time steps, and a certain amount of the terminal current or the writing current flows in the time step. In the initial state, the voltage of the floating gate is calculated, and the potential inside the memory cell, the electron density, the hole density, the terminal current, and the write current are calculated. Since the value obtained by multiplying the write current by the time step is the amount of charge accumulated in the floating gate during that time, the voltage of the floating gate in the next time step is calculated based on the value. Similarly, the terminal current and the write current are calculated, and similarly, the amount of charge accumulated in the floating gate during the calculation is calculated. This calculation is continuously performed until the time desired by the user is reached. Finally, a temporal change in the shift amount of the threshold voltage is obtained by dividing the time-varying charge amount by the capacitance of the second insulating film 97 measured in advance.

【0012】デバイスシミュレーション装置において消
去現象を計算するには、書き込みと同様の考え方で行
う。所定の端子に所定の電圧を印加し、過渡解析により
実現する。実際の消去時間を微少な時間ステップに分割
し、その時間ステップの中では端子電流や消去のための
電流は一定量が流れているものとする。初期状態におい
て浮遊ゲートの電圧を計算し、メモリセル内部の電位、
電子密度、正孔密度、端子電流、消去電流の計算を行
う。消去電流に時間ステップを掛けた値がその間に浮遊
ゲートから放出される電荷量となるので、その値をもと
に次の時間ステップでの浮遊ゲートの電圧を計算する。
また同様に端子電流、消去電流の計算を行い、同様にそ
の間に浮遊ゲートから放出される電荷量を計算する。こ
の計算をユーザ所望の時間に達するまで継続して行う。
最終的に、時間的に変化する電荷量をあらかじめ測定し
た第2の絶縁膜97の容量で割ると時間的なしきい値電
圧のシフト量の変化が求められる。
The calculation of the erase phenomenon in the device simulation apparatus is performed in the same way as the write. A predetermined voltage is applied to a predetermined terminal and realized by transient analysis. It is assumed that the actual erase time is divided into minute time steps, and a certain amount of the terminal current or the current for erasure flows in the minute time steps. Calculate the floating gate voltage in the initial state and calculate the potential inside the memory cell,
Calculate electron density, hole density, terminal current and erase current. The value obtained by multiplying the erase current by the time step is the amount of charge released from the floating gate during that time, and the voltage of the floating gate in the next time step is calculated based on the value.
Similarly, the terminal current and the erase current are calculated, and similarly, the amount of charge released from the floating gate during the calculation is calculated. This calculation is continuously performed until the time desired by the user is reached.
Finally, a temporal change in the shift amount of the threshold voltage is obtained by dividing the time-varying charge amount by the capacitance of the second insulating film 97 measured in advance.

【0013】デバイスシミュレーション装置において読
み出し現象を計算するには、書き込み及び消去とは異な
り、所定の端子に所定の電圧を印加し、定常解析により
実現する。浮遊ゲートの電荷を固定して電圧を計算し、
メモリセル内部の電位、電子密度、正孔密度、端子電流
の計算を行う。
In order to calculate the reading phenomenon in the device simulation apparatus, unlike in the case of writing and erasing, a predetermined voltage is applied to a predetermined terminal and realized by steady-state analysis. Calculate the voltage by fixing the charge of the floating gate,
The potential, electron density, hole density, and terminal current inside the memory cell are calculated.

【0014】このデバイスシミュレーション結果は通常
電子ファイルとしてデータベースの上に保存され、適宜
プリンタに出力されたり、端末の上にグラフィック出力
され、ユーザの欲する形式で結果解析が実行される。
The result of the device simulation is usually stored on a database as an electronic file, output to a printer as appropriate, or output as a graphic on a terminal, and the result is analyzed in a format desired by the user.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来例で示す不揮発性
メモリ構造は2次元構造であり、2次元断面と垂直な方
向に均一な形状になっている場合に、これを2次元シミ
ュレーションするのは従来の装置で問題がない。ところ
が第1の問題として実際には3次元構造をもっている不
揮発性メモリも少なくない。不揮発性メモリの構造は、
図9(a)に示すように、通常のMOSトランジスタの
構造に浮遊ゲート94が付加されているにすぎないよう
に思われる。ところが図9(a)を線分A−Bで切った
断面を示した図9(b)の構造からわかるように浮遊ゲ
ート94と半導体基板93とが第1の絶縁膜96を介し
て接する面幅がw1であるのに対して浮遊ゲート94と
制御ゲート95とが第2の絶縁膜97を介して接する面
幅はw2である。こういった浮遊ゲートと制御ゲートの
横幅が異なるだけでなく、絶縁膜の厚さが横方向に不均
一となっているような形状に対して、もとの2次元構造
に対してMOSトランジスタとしての基本特性(しきい
値電圧、飽和電流量など)をシミュレーションしても実
際とは異なる解析となってしまう。こういった形状を3
次元のままで解析する場合には問題ないが、解析に要す
る計算量が膨大となり、コンピュータでの解析は非常に
時間を要する。またメモリ資源の点から計算負荷が大き
いという問題があった。
The non-volatile memory structure shown in the conventional example is a two-dimensional structure. When the nonvolatile memory structure has a uniform shape in a direction perpendicular to the two-dimensional cross section, it is difficult to perform a two-dimensional simulation of the same. No problem with conventional equipment. However, as the first problem, there are many non-volatile memories having a three-dimensional structure. The structure of the non-volatile memory is
As shown in FIG. 9A, it seems that only the floating gate 94 is added to the structure of a normal MOS transistor. However, as can be seen from the structure of FIG. 9B showing a cross section taken along line AB of FIG. 9A, the surface where the floating gate 94 and the semiconductor substrate 93 are in contact with each other via the first insulating film 96. While the width is w1, the surface width at which the floating gate 94 and the control gate 95 are in contact with each other via the second insulating film 97 is w2. Not only the width of the floating gate and the control gate are different, but also the shape of the insulating film is not uniform in the horizontal direction. Even if the basic characteristics (threshold voltage, saturation current amount, etc.) are simulated, the analysis will be different from the actual one. These shapes 3
There is no problem in performing the analysis in the same dimension, but the amount of calculation required for the analysis is enormous, and the analysis by the computer takes a very long time. There is also a problem that the calculation load is large in terms of memory resources.

【0016】また第2の問題として3次元形状をもった
不揮発性メモリの書き込み特性をシミュレーションしよ
うとする場合にもとの2次元構造に対してシミュレーシ
ョンしても実際とは異なる解析となってしまう。こうい
った形状を3次元のままで解析する場合には問題ない
が、解析に要する計算量が膨大となり、コンピュータで
の解析は非常に時間を要する。またメモリ資源の点から
計算負荷が大きいという問題があった。
As a second problem, when a simulation is made to simulate the write characteristics of a nonvolatile memory having a three-dimensional shape, even if a simulation is performed on the original two-dimensional structure, an analysis different from the actual one is performed. . There is no problem in analyzing such a shape as it is in three dimensions, but the amount of calculation required for the analysis is enormous, and analysis with a computer requires a very long time. There is also a problem that the calculation load is large in terms of memory resources.

【0017】また第3の問題として3次元形状をもった
不揮発性メモリの消去特性をシミュレーションしようと
する場合にもとの2次元構造に対してシミュレーション
しても実際とは異なる解析となってしまう。こういった
形状を3次元のままで解析する場合には問題ないが、解
析に要する計算量が膨大となり、コンピュータでの解析
は非常に時間を要する。またメモリ資源の点から計算負
荷が大きいという問題があった。
Further, as a third problem, when simulating the erasing characteristics of a nonvolatile memory having a three-dimensional shape, even if the original two-dimensional structure is simulated, the analysis differs from the actual one. . There is no problem in analyzing such a shape as it is in three dimensions, but the amount of calculation required for the analysis is enormous, and analysis with a computer requires a very long time. There is also a problem that the calculation load is large in terms of memory resources.

【0018】また第4の問題として3次元形状をもった
不揮発性メモリの消去特性をシミュレーションしようと
する場合に、しきい値電圧を計算するための2次元構造
断面と消去計算をするための2次元構造断面が異なる場
合にもとの2次元構造断面に対してシミュレーションし
ても実際とは異なる解析となってしまう。こういった形
状を3次元のままで解析する場合には問題ないが、解析
に要する計算量が膨大となり、コンピュータでの解析は
非常に時間を要する。またメモリ資源の点から計算負荷
が大きいという問題があった。
As a fourth problem, when trying to simulate the erasing characteristics of a non-volatile memory having a three-dimensional shape, a two-dimensional structure section for calculating a threshold voltage and a two-dimensional structure for performing an erasing calculation are used. When the two-dimensional structure cross section is different from the actual two-dimensional structure cross section, the analysis is different from the actual analysis. There is no problem in analyzing such a shape as it is in three dimensions, but the amount of calculation required for the analysis is enormous, and analysis with a computer requires a very long time. There is also a problem that the calculation load is large in terms of memory resources.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の発明の半導体素子電気特性評価装置
はプロセスシミュレーションの結果である2次元構造を
読み取る手段とプロセスシミュレーションの2次元断面
と垂直な方向に対して実際形状を取り込む手段とその2
次元断面に対して容量シミュレーションを実行する手段
と容量シミュレーションの結果からプロセスシミュレー
ションの結果の2次元断面構造に対して容量絶縁膜の膜
厚変更を行い、プロセスシミュレーションの結果の2次
元断面構造を変更する手段とその変更された2次元断面
構造の半導体素子の各電極端子に対して印加電圧などの
シミュレーション条件を受け付ける手段とプロセスシミ
ュレーション結果である不純物濃度、電極位置などの情
報と端子電圧からデバイス内部の電気特性、端子電流な
どを計算する手段とデバイスシミュレーション結果をユ
ーザ所望の媒体で結果を解析するための端末、プリンタ
などの手段を備えている。
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus which reads a two-dimensional structure which is a result of a process simulation and a two-dimensional structure of the process simulation. Means for capturing the actual shape in the direction perpendicular to the cross section and part 2
Means for performing a capacitance simulation on a two-dimensional cross section, and changing the thickness of a capacitive insulating film on a two-dimensional cross-sectional structure obtained from a process simulation based on the result of the capacitance simulation, and changing the two-dimensional cross-sectional structure obtained from the process simulation Means for receiving simulation conditions such as applied voltage for each electrode terminal of a semiconductor element having a changed two-dimensional cross-sectional structure, and information on the process simulation results such as impurity concentration and electrode position and terminal voltage, and the inside of the device. It has means for calculating the electrical characteristics, terminal current, etc. of the device, and means for analyzing the result of device simulation using a medium desired by the user, such as a terminal and a printer.

【0020】本発明によれば、2次元シミュレーション
する断面構造がその断面と垂直な方向に対して均一な構
造をもっていない場合でも、垂直な方向の2次元断面に
おいて容量シミュレーションを実施し、その結果をもと
の2次元断面において絶縁膜の膜厚変化などの構造変更
を行うことにより、2次元シミュレーションで正確なメ
モリセルとしてのトランジスタ特性を計算することがで
きる。
According to the present invention, even when the cross-sectional structure to be subjected to the two-dimensional simulation does not have a uniform structure in a direction perpendicular to the cross-section, the capacitance simulation is performed on the two-dimensional cross-section in the vertical direction, and the result is obtained. By performing a structural change such as a change in the thickness of the insulating film in the original two-dimensional cross section, accurate transistor characteristics as a memory cell can be calculated by a two-dimensional simulation.

【0021】本発明の第2の発明の半導体素子電気特性
評価装置は第1の発明の構成に加え、容量シミュレーシ
ョンの結果に基づいて変更された2次元断面構造の容量
シミュレーションを実行する手段と過渡解析により書き
込み計算を実行する手段と時間的な浮遊ゲート電荷の変
化からしきい値電圧シフト量を計算する手段を備えてい
る。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus includes means for executing a capacity simulation of a two-dimensional sectional structure changed based on a result of the capacity simulation and a transient. There are provided a means for executing a write calculation by analysis and a means for calculating a threshold voltage shift amount from a change in floating gate charge with time.

【0022】本発明によれば、2次元シミュレーション
する断面構造がその断面と垂直な方向に対して均一な構
造をもっていない場合でも、垂直な方向の2次元断面に
おいて容量シミュレーションを実施し、その結果をもと
の2次元断面において絶縁膜の膜厚変化などの構造変更
を行うことにより、2次元シミュレーションで正確な書
き込み特性としてのしきい値電圧シフト量を計算するこ
とができる。
According to the present invention, even when the cross-sectional structure to be subjected to the two-dimensional simulation does not have a uniform structure in the direction perpendicular to the cross-section, the capacitance simulation is performed in the two-dimensional cross-section in the vertical direction, and the result is obtained. By performing a structural change such as a change in the thickness of the insulating film in the original two-dimensional cross section, a threshold voltage shift amount as an accurate writing characteristic can be calculated by a two-dimensional simulation.

【0023】本発明の第3の発明の半導体素子電気特性
評価装置は第1の発明の構成に加え、容量シミュレーシ
ョンの結果に基づいて変更された2次元断面構造の容量
シミュレーションを実行する手段と過渡解析により消去
計算を実行する手段と時間的な浮遊ゲート電荷の変化か
らしきい値電圧シフト量を計算する手段を備えている。
A semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in addition to the configuration of the first aspect, means for executing a capacity simulation of a two-dimensional sectional structure changed based on a result of the capacity simulation and a transient state. There are provided means for performing an erasure calculation by analysis and means for calculating a threshold voltage shift amount from a change in floating gate charge with time.

【0024】本発明によれば、2次元シミュレーション
する断面構造がその断面と垂直な方向に対して均一な構
造をもっていない場合でも、垂直な方向の2次元断面に
おいて容量シミュレーションを実施し、その結果をもと
の2次元断面において絶縁膜の膜厚変化などの構造変更
を行うことにより、2次元シミュレーションで正確な消
去特性としてのしきい値電圧シフト量を計算することが
できる。
According to the present invention, even when the cross-sectional structure to be subjected to the two-dimensional simulation does not have a uniform structure in a direction perpendicular to the cross-section, the capacitance simulation is performed on the two-dimensional cross-section in the vertical direction, and the result is obtained. By performing a structural change such as a change in the thickness of the insulating film in the original two-dimensional cross section, a threshold voltage shift amount as an accurate erase characteristic can be calculated by a two-dimensional simulation.

【0025】本発明の第4の発明の半導体素子電気特性
評価装置は第3の発明の構成に加え、容量シミュレーシ
ョンの結果に基づいて変更された2次元断面構造の容量
シミュレーションを実行する手段と別の2次元断面構造
において過渡解析により消去計算を実行する手段と2つ
の2次元断面構造において浮遊ゲートの電圧を引き渡す
手段と変更された2次元断面構造において時間的な浮遊
ゲート電荷の変化からしきい値電圧シフト量を計算する
手段を備えている。
A semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a fourth aspect of the present invention is different from the configuration according to the third aspect in that it is different from a means for executing a capacity simulation of a two-dimensional sectional structure changed based on a result of the capacity simulation. Means for performing an erasure calculation by transient analysis in the two-dimensional cross-sectional structure, means for transferring the voltage of the floating gate in the two two-dimensional cross-sectional structures, and a threshold due to a temporal change in floating gate charge in the modified two-dimensional cross-sectional structure. Means for calculating the value voltage shift amount is provided.

【0026】本発明によれば、2次元シミュレーション
する断面構造がその断面と垂直な方向に対して均一な構
造をもっていない場合で、かつ垂直方向断面内で消去動
作が行われる場合に、垂直な方向の2次元断面において
容量シミュレーションを実施し、その結果をもとの2次
元断面において絶縁膜の膜厚変化などの構造変更を行う
ことにより、2次元シミュレーションで正確な消去特性
としてのしきい値電圧シフト量を計算することができ
る。
According to the present invention, when the sectional structure to be simulated two-dimensionally does not have a uniform structure in a direction perpendicular to the cross-section, and when the erasing operation is performed in the vertical-direction cross section, the vertical direction The capacitance simulation is performed in the two-dimensional cross section of the above, and the results are used to make structural changes such as a change in the thickness of the insulating film in the original two-dimensional cross section. The shift amount can be calculated.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0028】図1は第一の実施形態における半導体素子
電気特性評価装置の構成図を示すものである。図1にお
いて、11は2次元プロセスシミュレーション結果であ
る半導体素子内部の不純物密度、材質、外形形状などの
情報を読み取るプロセスシミュレーション結果読取部、
12は11で得た2次元プロセスシミュレーション結果
の断面と垂直な方向の材質、外形形状などの情報を読み
取る垂直方向断面読取部、13は12で得た垂直方向断
面形状について容量シミュレーションを実行する垂直方
向断面容量シミュレーション部、14は13の結果を用
いて11の2次元プロセスシミュレーション結果の絶縁
膜厚などの外形的形状を変更するプロセスシミュレーシ
ョン結果構造変更部、15はデバイスシミュレーション
するための端子電圧や電圧印加の時間などの計算条件を
指定するシミュレーション条件指定部、16は半導体素
子内部のポテンシャル、電子・正孔密度分布や電流電圧
特性などを計算するデバイスシミュレーション部、17
は16の結果をユーザの欲する手段で結果を出力する結
果出力部である。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, a process simulation result reading unit 11 reads information such as impurity density, material, and outer shape inside a semiconductor device, which is a two-dimensional process simulation result.
12 is a vertical section reader for reading information such as the material and outer shape in the direction perpendicular to the section of the two-dimensional process simulation result obtained in 11, and 13 is a vertical section for executing a capacity simulation on the vertical section obtained in 12 A cross-sectional capacitance simulation unit, 14 is a process simulation result structure changing unit that changes the external shape such as the insulating film thickness of 11 two-dimensional process simulation results using 13 results, 15 is a terminal voltage for device simulation, A simulation condition designating section for designating calculation conditions such as a voltage application time; 16, a device simulation section for calculating potential inside the semiconductor element, electron / hole density distribution, current-voltage characteristics, etc .;
Is a result output unit for outputting the result of 16 by means desired by the user.

【0029】以上のように構成された本実施形態の半導
体素子電気特性評価装置について図2を参照しながら、
その動作を説明する。
With reference to FIG. 2, the semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
The operation will be described.

【0030】まず、プロセスシミュレーション結果読取
部11が本来シミュレーションすべき2次元断面すなわ
ち従来例で示した図9(a)の断面についてプロセスシ
ミュレーション結果を読み込む。この結果には半導体素
子内部の不純物密度情報、材質情報、外形形状及び寸法
などの情報が含まれている(101)。
First, the process simulation result reading section 11 reads a process simulation result for a two-dimensional section to be simulated originally, that is, the section shown in FIG. 9A shown in the conventional example. The result includes information such as impurity density information, material information, external shape and dimensions inside the semiconductor element (101).

【0031】次に垂直方向断面読取部12が本来シミュ
レーションすべき2次元断面と垂直な方向の断面すなわ
ち従来例で示した図9(b)の断面についてその形状を
読み込む。ここで必要な情報は外形形状、寸法、誘電率
を含んだ材質情報である。半導体素子部分の不純物密度
情報に関しては必ずしも必要ないので当該断面方向での
2次元プロセスシミュレーション結果であってもなくて
もよい。2次元プロセスシミュレーション結果でない場
合には断面写真やその画像情報が必要である(10
2)。
Next, the vertical section reading unit 12 reads the shape of the section perpendicular to the two-dimensional section to be simulated, that is, the section shown in FIG. 9B shown in the conventional example. The information required here is material information including the outer shape, dimensions, and dielectric constant. Since the impurity density information of the semiconductor element portion is not always necessary, it may or may not be a two-dimensional process simulation result in the cross-sectional direction. If the result is not a two-dimensional process simulation, a cross-sectional photograph and its image information are required (10
2).

【0032】次に垂直方向断面容量シミュレーション部
13が102で取得した2次元断面形状についてその外
形形状、寸法、誘電率の情報から各伝導体間の静電容量
を計算する。図9(b)の93、94、95それぞれの
間の静電容量が同時に計算される(103)。
Next, the capacitance between the conductors is calculated from the information on the outer shape, dimensions, and dielectric constant of the two-dimensional cross-sectional shape acquired by the vertical cross-sectional capacitance simulation unit 13 in step 102. The capacitance between 93, 94, and 95 in FIG. 9B is calculated simultaneously (103).

【0033】次にプロセスシミュレーション結果構造変
更部14が103で求められた容量比を101の2次元
断面形状に反映するような処理を行う。すなわち101
で読み込まれた2次元プロセスシミュレーション結果の
第1の絶縁膜96の厚さをta、第2の絶縁膜97の厚
さをtbとし、103で算出された93と94の間の静
電容量をca、94と95の間の静電容量をcbとし
て、tb1=ta・ca/cbで求められる膜厚tb1
を新しい膜厚として構造の変更処理を行う(104)。
Next, the process simulation result structure changing unit 14 performs a process of reflecting the capacitance ratio obtained in 103 on the two-dimensional cross-sectional shape of 101. That is, 101
Assuming that the thickness of the first insulating film 96 and the thickness of the second insulating film 97 in the two-dimensional process simulation result read in are represented by ta and tb, respectively, the capacitance between 93 and 94 calculated in 103 is represented by ca, the capacitance between 94 and 95 is cb, and the film thickness tb1 is given by tb1 = ta · ca / cb.
Is changed to a new film thickness and the structure is changed (104).

【0034】次にシミュレーション条件指定部15がデ
バイスシミュレーションを実行するために必要なユーザ
が指定する端子電圧などの情報を受け取る(105)。
Next, the simulation condition specifying unit 15 receives information such as a terminal voltage specified by the user necessary for executing the device simulation (105).

【0035】次にデバイスシミュレーション部16が1
04の変更されたプロセスシミュレーション結果に対
し、所定の電極位置に105の所望の電圧を印加してデ
バイス内部の電気特性及びメモリセルのトランジスタ特
性としての電流−電圧特性を解析する(106)。本実
施形態で解析可能となるのはメモリセルのトランジスタ
特性としての電気特性であり、本来浮遊ゲートとなるべ
き領域で正確な電圧値がわからない領域に対しても、外
部から電圧を与えることにより、しきい値電圧、飽和電
流量、耐圧など定常解析により計算可能なもののみが含
まれる。書き込み特性と消去特性については104で形
状変更した構造に対して浮遊ゲートと制御ゲートの間の
静電容量が不明であるので解析することができない。
Next, the device simulation unit 16
With respect to the changed process simulation result of 04, a desired voltage of 105 is applied to a predetermined electrode position to analyze the electric characteristics inside the device and the current-voltage characteristics as the transistor characteristics of the memory cell (106). What can be analyzed in the present embodiment is the electrical characteristics as the transistor characteristics of the memory cell. By applying a voltage from the outside to a region where an accurate voltage value is not known in a region that should originally be a floating gate, Only those that can be calculated by steady-state analysis, such as threshold voltage, saturation current, and breakdown voltage, are included. The write and erase characteristics cannot be analyzed for the structure whose shape has been changed in 104 because the capacitance between the floating gate and the control gate is unknown.

【0036】最後に結果出力部17が106の結果をユ
ーザの欲する形で結果出力を行う(107)。プリンタ
及び端末へのデバイス素子内部の電気特性、例えばポテ
ンシャル、電子・正孔密度分布などの出力が可能であ
る。同様に端子電流−電圧特性についてもプリンタ及び
端末への出力が可能である。また以上の結果をファイル
形式に保存し、適宜出力することが可能である。
Finally, the result output unit 17 outputs the result of 106 in a form desired by the user (107). It is possible to output electrical characteristics inside the device element, such as potential and electron / hole density distribution, to a printer and a terminal. Similarly, terminal current-voltage characteristics can be output to a printer and a terminal. It is also possible to save the above results in a file format and output it as appropriate.

【0037】以上のように本実施形態によれば、本来の
シミュレーション断面である2次元断面と垂直な方向に
対して形状が均一でない場合、例えば第1の絶縁膜の幅
と第2の絶縁膜の幅が異なるとき、また第1の絶縁膜の
厚さ、あるいは第2の絶縁膜の厚さ、またはその両方が
均一でない場合でも、本来のシミュレーション断面であ
る2次元断面と垂直な断面において容量シミュレーショ
ンを実行し、浮遊ゲートと半導体基板の間の容量と制御
ゲートと浮遊ゲートの間の容量比から、本来のシミュレ
ーション断面で第2の絶縁膜の膜厚を変更してデバイス
シミュレーションを実行するので、メモリセルの定常解
析可能なトランジスタ特性の計算を正確に行うことが可
能である。
As described above, according to the present embodiment, when the shape is not uniform in the direction perpendicular to the two-dimensional cross section which is the original simulation cross section, for example, the width of the first insulating film and the second insulating film Are different from each other, and even when the thickness of the first insulating film and / or the thickness of the second insulating film are not uniform, the capacitance in the cross section perpendicular to the two-dimensional cross section which is the original simulation cross section Since the simulation is performed and the device simulation is performed by changing the thickness of the second insulating film in the original simulation section based on the capacitance ratio between the floating gate and the semiconductor substrate and the capacitance ratio between the control gate and the floating gate. In addition, it is possible to accurately calculate transistor characteristics that enable steady-state analysis of a memory cell.

【0038】以下、本発明の第二の実施形態について図
面を参照しながら説明する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0039】図3は第二の実施形態における半導体素子
電気特性評価装置の構成図を示すものである。図3にお
いて、31は2次元プロセスシミュレーション結果であ
る半導体素子内部の不純物密度、材質、外形形状などの
情報を読み取るプロセスシミュレーション結果読取部、
32は31で得た2次元プロセスシミュレーション結果
の断面と垂直な方向の材質、外形形状などの情報を読み
取る垂直方向断面読取部、33は32で得た垂直方向断
面形状について容量シミュレーションを実行する垂直方
向断面容量シミュレーション部、34は33の結果を用
いて31の2次元プロセスシミュレーション結果の絶縁
膜厚などの外形的形状を変更するプロセスシミュレーシ
ョン結果構造変更部、35は34で変更されたプロセス
シミュレーションの構造に対して容量シミュレーション
を実行する構造変更断面容量シミュレーション部、36
はデバイスシミュレーションするための端子電圧や電圧
印加の時間などの計算条件を指定するシミュレーション
条件指定部、37は半導体素子内部のポテンシャル、電
子・正孔密度分布や電流電圧特性などの過渡特性を微少
な時間ステップに分割して計算する過渡デバイスシミュ
レーション部、38は37のそれぞれの時間ステップの
最後に半導体基板から浮遊ゲートに書き込まれる電荷量
を計算する書き込み量計算部、39は書き込み時間と書
き込み動作の結果であるしきい値シフト量の関係を計算
するしきい値シフト量計算部、40は結果をユーザの欲
する手段で結果を出力する結果出力部である。
FIG. 3 shows a configuration diagram of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to the second embodiment. In FIG. 3, reference numeral 31 denotes a process simulation result reading unit for reading information such as impurity density, material, and outer shape inside the semiconductor element, which is a two-dimensional process simulation result;
Reference numeral 32 denotes a vertical section reading unit that reads information such as a material and an outer shape in a direction perpendicular to the section obtained as a result of the two-dimensional process simulation obtained in 31. Reference numeral 33 denotes a vertical section that performs a capacity simulation on the vertical section obtained in 32. The direction cross-section capacitance simulation unit, 34 is a process simulation result structure changing unit that changes the external shape such as the insulating film thickness of the 31-dimensional process simulation result using the result of 33, and 35 is the process simulation result changed in 34. Structure change cross section capacity simulation section for executing capacity simulation on the structure, 36
Is a simulation condition designating section for designating calculation conditions such as terminal voltage and voltage application time for device simulation, and 37 is a microcontroller for transient characteristics such as potential inside the semiconductor element, electron / hole density distribution and current-voltage characteristics. A transient device simulation unit that calculates by dividing into time steps, 38 is a write amount calculation unit that calculates the amount of charge written from the semiconductor substrate to the floating gate at the end of each of 37 time steps, and 39 is a write time and a write operation time. A threshold shift amount calculator 40 for calculating the relationship between the threshold shift amounts as results is a result output unit 40 for outputting the result by means desired by the user.

【0040】以上のように構成された本実施形態の半導
体素子電気特性評価装置について図4を参照しながら、
その動作を説明する。
With reference to FIG. 4, the semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
The operation will be described.

【0041】まず、プロセスシミュレーション結果読取
部31が本来シミュレーションすべき2次元断面すなわ
ち従来例で示した図9(a)の断面についてプロセスシ
ミュレーション結果を読み込む。この結果には半導体素
子内部の不純物密度情報、材質情報、外形形状及び寸法
などの情報が含まれている(301)。
First, the process simulation result reading section 31 reads a process simulation result for a two-dimensional section to be simulated originally, that is, the section shown in FIG. 9A shown in the conventional example. The result includes information such as impurity density information, material information, outer shape and dimensions inside the semiconductor element (301).

【0042】次に垂直方向断面読取部32が本来シミュ
レーションすべき2次元断面と垂直な方向の断面すなわ
ち従来例で示した図9(b)の断面についてその形状を
読み込む。ここで必要な情報は外形形状、寸法、誘電率
を含んだ材質情報である。半導体素子部分の不純物密度
情報に関しては必ずしも必要ないので当該断面方向での
2次元プロセスシミュレーション結果であってもなくて
もよい。2次元プロセスシミュレーション結果でない場
合には断面写真やその画像情報が必要である(30
2)。
Next, the vertical section reading section 32 reads the shape of the section perpendicular to the two-dimensional section to be simulated, that is, the section shown in FIG. 9B shown in the conventional example. The information required here is material information including the outer shape, dimensions, and dielectric constant. Since the impurity density information of the semiconductor element portion is not always necessary, it may or may not be a two-dimensional process simulation result in the cross-sectional direction. If the result is not a two-dimensional process simulation, a cross-sectional photograph and its image information are required (30).
2).

【0043】次に垂直方向断面容量シミュレーション部
33が302で取得した2次元断面形状についてその外
形形状、寸法、誘電率の情報から各伝導体間の静電容量
を計算する。図9(b)の93、94、95それぞれの
間の静電容量が同時に計算される(303)。
Next, the capacitance between the conductors is calculated for the two-dimensional cross-sectional shape acquired in 302 by the vertical cross-sectional capacitance simulation unit 33 from the information on the outer shape, dimensions, and dielectric constant. The capacitance between each of 93, 94, and 95 in FIG. 9B is calculated simultaneously (303).

【0044】次にプロセスシミュレーション結果構造変
更部34が303で求められた容量比を301の2次元
断面形状に反映するような処理を行う。すなわち301
で読み込まれた2次元プロセスシミュレーション結果の
第1の絶縁膜96の厚さをta、第2の絶縁膜97の厚
さをtbとし、303で算出された93と94の間の静
電容量をca、94と95の間の静電容量をcbとし
て、tb1=ta・ca/cbで求められる膜厚tb1
を新しい膜厚として構造の変更処理を行う(304)。
Next, the process simulation result structure changing unit 34 performs a process of reflecting the capacitance ratio obtained in 303 on the two-dimensional sectional shape of 301. That is, 301
Assuming that the thickness of the first insulating film 96 and the thickness of the second insulating film 97 in the two-dimensional process simulation result read in are represented by ta and tb, respectively, the capacitance between 93 and 94 calculated in 303 is ca, the capacitance between 94 and 95 is cb, and the film thickness tb1 is given by tb1 = ta · ca / cb.
Is changed to a new film thickness, and the structure is changed (304).

【0045】次に構造変更断面容量シミュレーション部
35が304で変更された構造に対して容量シミュレー
ションを実施し、浮遊ゲートと制御ゲートの間の静電容
量を計算する(305)。
Next, the structure-changed cross-section capacitance simulation unit 35 performs a capacitance simulation on the structure changed in 304, and calculates the capacitance between the floating gate and the control gate (305).

【0046】次にシミュレーション条件指定部36がデ
バイスシミュレーションを実行するために必要なユーザ
が指定する端子電圧及び書き込み動作に必要な電圧印加
の時間などの情報を受け取る(306)。
Next, the simulation condition designating section 36 receives information such as a terminal voltage designated by the user required for executing the device simulation and a voltage application time required for the write operation (306).

【0047】次に過渡デバイスシミュレーション部37
が304の変更されたプロセスシミュレーション結果に
対し、所定の電極位置に306の所望の時間、電圧を印
加してデバイス内部の電気特性及びメモリセルのトラン
ジスタ特性としての電流−電圧特性を解析する(30
7)。本実施形態で解析対象とするのはメモリセルの書
き込み動作についてである。306でユーザが指定した
書き込み時間を微少な時間ステップに分割し、その時間
ステップの中では素子内部の電気特性は一定であると仮
定してポテンシャル、電子・正孔密度分布さらに端子電
流の計算を行う。
Next, the transient device simulation section 37
Is applied to a predetermined electrode position for a desired period of time 306 with respect to the changed process simulation result of 304, and the electric characteristics inside the device and the current-voltage characteristics as the transistor characteristics of the memory cell are analyzed (30).
7). The analysis target in this embodiment is a write operation of a memory cell. At 306, the write time specified by the user is divided into minute time steps, and the potential, electron / hole density distribution, and terminal current are calculated assuming that the electrical characteristics inside the element are constant during the time steps. Do.

【0048】次に書き込み量計算部38が307で求め
られたポテンシャル、電子・正孔密度などを使って半導
体基板から浮遊ゲート電極に注入される電流量を計算す
る。通常のデバイスシミュレータではポテンシャル、電
子・正孔密度などの複雑な関数の形で表現されているこ
とが多い。307においてその時間ステップ内では電流
一定と仮定しているので、その時間ステップでの注入さ
れる電荷量はそのときの電流と時間ステップ幅の積とな
る(308)。
Next, the write amount calculator 38 calculates the amount of current injected from the semiconductor substrate into the floating gate electrode using the potential, electron / hole density, and the like obtained in 307. In an ordinary device simulator, it is often expressed in the form of a complicated function such as potential, electron / hole density, and the like. Since it is assumed in 307 that the current is constant within that time step, the amount of charge injected at that time step is the product of the current at that time and the time step width (308).

【0049】次にしきい値シフト量計算部39が308
で求められた電荷量を305で求められた浮遊ゲートと
制御ゲートの間の静電容量で割るとその時間での当該メ
モリセルのしきい値シフト量となる(309)。
Next, the threshold shift amount calculator 39 calculates 308
When the amount of charge obtained in step (3) is divided by the capacitance between the floating gate and the control gate obtained in step (305), the shift amount of the threshold value of the memory cell at that time is obtained (309).

【0050】次に過渡デバイスシミュレーション部37
に戻り、先ほどの時間ステップに新たな時間ステップを
加えた時点での解析を実行する。このとき新たな時間ス
テップ幅は前のステップ幅と同じでも変更しても構わな
い。通常解析初期は非常に小さなステップ幅で解析を実
行しないと計算不能になるため、例えば1psec程度
から解析を開始する。通常書き込み動作は1msec程
度まで解析を試みるので、徐々に時間ステップを大きく
していくのが望ましい。ただし時間ステップが大きくな
ると308で算出される電荷量が大きくなるが、同時に
浮遊ゲートの電位が大きく変動することになるので、時
間ステップが小さい場合とでは誤差が発生してしまう可
能性がある。故に単純に時間ステップを大きくするので
なく、算出される電荷量がある値を超えないように時間
ステップを調整するなどの処置も必要である。
Next, the transient device simulation section 37
Then, the analysis at the time when a new time step is added to the previous time step is executed. At this time, the new time step width may be the same as the previous step width or may be changed. Normally, the analysis cannot be performed unless the analysis is performed with a very small step width in the initial stage of the analysis. Since the normal write operation attempts analysis up to about 1 msec, it is desirable to gradually increase the time step. However, as the time step increases, the charge amount calculated in 308 increases, but at the same time, the potential of the floating gate fluctuates greatly. Therefore, an error may occur if the time step is small. Therefore, instead of simply increasing the time step, it is necessary to take measures such as adjusting the time step so that the calculated charge amount does not exceed a certain value.

【0051】307から309を反復計算し、その都度
307において書き込み初期からの現在の時間と306
で得たユーザ指定の書き込み時間を比較し、現在の時間
がユーザ指定の時間よりも小さければ、307から30
9の反復計算を継続し、大きければ反復計算を中止して
次の処理に進む(310)。
307 to 309 are iteratively calculated, and each time at 307, the current time from the beginning of writing and 306
Is compared with the user-specified writing time obtained in step (3), and if the current time is shorter than the user-specified time, 307 to 30
The iterative calculation of No. 9 is continued, and if larger, the iterative calculation is stopped and the process proceeds to the next process (310).

【0052】最後に結果出力部40が309の結果をユ
ーザの欲する形で結果出力を行う(311)。プリンタ
及び端末へのデバイス素子内部の電気特性、例えばポテ
ンシャル、電子・正孔密度分布などの出力が可能であ
る。同様に端子電流−電圧特性についてもプリンタ及び
端末への出力が可能である。また同様にしきい値電圧シ
フト量−時間特性についてもプリンタ及び端末への出力
が可能である。また以上の結果をファイル形式に保存
し、適宜出力することが可能である。
Finally, the result output unit 40 outputs the result of 309 in a form desired by the user (311). It is possible to output electrical characteristics inside the device element, such as potential and electron / hole density distribution, to a printer and a terminal. Similarly, terminal current-voltage characteristics can be output to a printer and a terminal. Similarly, the threshold voltage shift amount-time characteristic can be output to a printer and a terminal. It is also possible to save the above results in a file format and output it as appropriate.

【0053】以上のように本実施形態によれば、本来の
シミュレーション断面である2次元断面と垂直な方向に
対して形状が均一でない場合、例えば第1の絶縁膜の幅
と第2の絶縁膜の幅が異なるとき、また第1の絶縁膜の
厚さ、あるいは第2の絶縁膜の厚さ、またはその両方が
均一でない場合でも、本来のシミュレーション断面であ
る2次元断面と垂直な断面において容量シミュレーショ
ンを実行し、浮遊ゲートと半導体基板の間の容量と制御
ゲートと浮遊ゲートの間の容量比から、本来のシミュレ
ーション断面で第2の絶縁膜の膜厚を変更して過渡デバ
イスシミュレーションを実行し、時間ステップ毎に浮遊
ゲートに書き込まれる電荷量を変更された制御ゲートと
浮遊ゲートの間の容量で割るのでしきい値電圧シフト量
の計算を正確に行うことが可能である。
As described above, according to the present embodiment, when the shape is not uniform in the direction perpendicular to the two-dimensional cross section which is the original simulation cross section, for example, the width of the first insulating film and the second insulating film Are different from each other, and even when the thickness of the first insulating film and / or the thickness of the second insulating film are not uniform, the capacitance in the cross section perpendicular to the two-dimensional cross section which is the original simulation cross section The simulation is performed, and the transient device simulation is performed by changing the thickness of the second insulating film in the original simulation section based on the capacitance ratio between the floating gate and the semiconductor substrate and the capacitance ratio between the control gate and the floating gate. Since the amount of charge written to the floating gate at each time step is divided by the changed capacitance between the control gate and the floating gate, the amount of shift of the threshold voltage can be accurately calculated. It is possible.

【0054】以下、本発明の第三の実施形態について図
面を参照しながら説明する。
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0055】図5は第三の実施形態における半導体素子
電気特性評価装置の構成図を示すものである。図5にお
いて、51は2次元プロセスシミュレーション結果であ
る半導体素子内部の不純物密度、材質、外形形状などの
情報を読み取るプロセスシミュレーション結果読取部、
52は51で得た2次元プロセスシミュレーション結果
の断面と垂直な方向の材質、外形形状などの情報を読み
取る垂直方向断面読取部、53は52で得た垂直方向断
面形状について容量シミュレーションを実行する垂直方
向断面容量シミュレーション部、54は53の結果を用
いて51の2次元プロセスシミュレーション結果の絶縁
膜厚などの外形的形状を変更するプロセスシミュレーシ
ョン結果構造変更部、55は54で変更されたプロセス
シミュレーションの構造に対して容量シミュレーション
を実行する構造変更断面容量シミュレーション部、56
はデバイスシミュレーションするための端子電圧や電圧
印加の時間などの計算条件を指定するシミュレーション
条件指定部、57は半導体素子内部のポテンシャル、電
子・正孔密度分布や電流電圧特性などの過渡特性を微少
な時間ステップに分割して計算する過渡デバイスシミュ
レーション部、58は57のそれぞれの時間ステップの
最後に浮遊ゲートから半導体基板に放出される電荷量を
計算する消去電荷量計算部、59は消去時間と消去動作
の結果であるしきい値シフト量の関係を計算するしきい
値シフト量計算部、60は結果をユーザの欲する手段で
結果を出力する結果出力部である。
FIG. 5 shows a configuration diagram of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to the third embodiment. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a process simulation result reading unit for reading information such as impurity density, material, and outer shape inside the semiconductor element, which is a two-dimensional process simulation result;
Reference numeral 52 denotes a vertical section reading unit that reads information such as a material and an outer shape in a direction perpendicular to the cross section of the two-dimensional process simulation result obtained in 51. Reference numeral 53 denotes a vertical section that performs a capacity simulation on the vertical section obtained in 52. A cross-section capacitance simulation section 54 is a process simulation result structure changing section that changes the external shape such as the insulating film thickness of the two-dimensional process simulation result 51 using the result 53, and 55 is a process simulation result changed in 54. Structural change cross-section capacitance simulation unit for performing capacitance simulation on the structure, 56
Is a simulation condition designating unit for designating calculation conditions such as terminal voltage and voltage application time for device simulation, and 57 is a device for minimizing transient characteristics such as potential inside the semiconductor element, electron / hole density distribution and current-voltage characteristics. A transient device simulation unit that divides and calculates the time step, and 58 is an erase charge amount calculation unit that calculates the amount of charge released from the floating gate to the semiconductor substrate at the end of each time step 57. 59 is an erase time and erase time. A threshold shift amount calculation unit 60 for calculating the relationship between the threshold shift amounts resulting from the operation, and a result output unit 60 for outputting the result by means desired by the user.

【0056】以上のように構成された本実施形態の半導
体素子電気特性評価装置について図6を参照しながら、
その動作を説明する。
With reference to FIG. 6, the semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
The operation will be described.

【0057】まず、プロセスシミュレーション結果読取
部51が本来シミュレーションすべき2次元断面すなわ
ち従来例で示した図9(a)の断面についてプロセスシ
ミュレーション結果を読み込む。この結果には半導体素
子内部の不純物密度情報、材質情報、外形形状及び寸法
などの情報が含まれている(501)。
First, the process simulation result reading section 51 reads a process simulation result for a two-dimensional cross section to be simulated originally, that is, the cross section of FIG. 9A shown in the conventional example. The result includes information such as impurity density information inside the semiconductor element, material information, outer shape and dimensions, and the like (501).

【0058】次に垂直方向断面読取部52が本来シミュ
レーションすべき2次元断面と垂直な方向の断面すなわ
ち従来例で示した図9(b)の断面についてその形状を
読み込む。ここで必要な情報は外形形状、寸法、誘電率
を含んだ材質情報である。半導体素子部分の不純物密度
情報に関しては必ずしも必要ないので当該断面方向での
2次元プロセスシミュレーション結果であってもなくて
もよい。2次元プロセスシミュレーション結果でない場
合には断面写真やその画像情報が必要である(50
2)。
Next, the vertical section reading section 52 reads the shape of the section perpendicular to the two-dimensional section to be simulated, that is, the section of FIG. 9B shown in the conventional example. The information required here is material information including the outer shape, dimensions, and dielectric constant. Since the impurity density information of the semiconductor element portion is not always necessary, it may or may not be a two-dimensional process simulation result in the cross-sectional direction. If the result is not a two-dimensional process simulation, a cross-sectional photograph and its image information are required (50).
2).

【0059】次に垂直方向断面容量シミュレーション部
53が502で取得した2次元断面形状についてその外
形形状、寸法、誘電率の情報から各伝導体間の静電容量
を計算する。図9(b)の93、94、95それぞれの
間の静電容量が同時に計算される(503)。
Next, the capacitance between the conductors of the two-dimensional cross-sectional shape acquired by the vertical cross-sectional capacitance simulation unit 53 is calculated from the information on the outer shape, dimensions, and dielectric constant of the two-dimensional cross-sectional shape. The capacitance between 93, 94, and 95 in FIG. 9B is calculated simultaneously (503).

【0060】次にプロセスシミュレーション結果構造変
更部54が503で求められた容量比を501の2次元
断面形状に反映するような処理を行う。すなわち501
で読み込まれた2次元プロセスシミュレーション結果の
第1の絶縁膜96の厚さをta、第2の絶縁膜97の厚
さをtbとし、503で算出された93と94の間の静
電容量をca、94と95の間の静電容量をcbとし
て、tb1=ta・ca/cbで求められる膜厚tb1
を新しい膜厚として構造の変更処理を行う(504)。
Next, the process simulation result structure changing unit 54 performs a process for reflecting the capacitance ratio obtained in 503 on the two-dimensional sectional shape of 501. That is, 501
Assuming that the thickness of the first insulating film 96 and the thickness of the second insulating film 97 of the two-dimensional process simulation result read in at step t are tb and that the capacitance between 93 and 94 calculated at 503 is ca, the capacitance between 94 and 95 is cb, and the film thickness tb1 is given by tb1 = ta · ca / cb.
Is changed to a new film thickness, and the structure is changed (504).

【0061】次に構造変更断面容量シミュレーション部
55が504で変更された構造に対して容量シミュレー
ションを実施し、浮遊ゲートと制御ゲートの間の静電容
量を計算する(505)。
Next, the structure-changed cross-section capacitance simulation unit 55 performs a capacitance simulation on the structure changed in 504, and calculates the capacitance between the floating gate and the control gate (505).

【0062】次にシミュレーション条件指定部56がデ
バイスシミュレーションを実行するために必要なユーザ
が指定する端子電圧及び消去動作に必要な電圧印加の時
間などの情報を受け取る(506)。
Next, the simulation condition specifying unit 56 receives information such as a terminal voltage specified by the user necessary for executing the device simulation and a voltage application time required for the erase operation (506).

【0063】次に過渡デバイスシミュレーション部57
が504の変更されたプロセスシミュレーション結果に
対し、所定の電極位置に506の所望の時間、電圧を印
加してデバイス内部の電気特性及びメモリセルのトラン
ジスタ特性としての電流−電圧特性を解析する(50
7)。本実施形態で解析対象とするのはメモリセルの消
去動作についてである。506でユーザが指定した消去
時間を微少な時間ステップに分割し、その時間ステップ
の中では素子内部の電気特性は一定であると仮定してポ
テンシャル、電子・正孔密度分布さらに端子電流の計算
を行う。
Next, the transient device simulation section 57
Are applied to a predetermined electrode position for a desired time 506 with respect to the changed process simulation result of 504, and the electric characteristics inside the device and the current-voltage characteristics as the transistor characteristics of the memory cell are analyzed (50).
7). The analysis target in the present embodiment is the erase operation of the memory cell. At 506, the erasing time specified by the user is divided into minute time steps, and the potential, electron / hole density distribution, and terminal current are calculated assuming that the electrical characteristics inside the device are constant during the time steps. Do.

【0064】次に消去電荷量計算部58が507で求め
られたポテンシャル、電子・正孔密度などを使って浮遊
ゲート電極から制御ゲートあるいは半導体基板に放出さ
れる電流量を計算する。通常のデバイスシミュレータで
はポテンシャル、電子・正孔密度などの複雑な関数の形
で表現されていることが多い。507においてその時間
ステップ内では電流一定と仮定しているので、その時間
ステップでの放出される電荷量はそのときの電流と時間
ステップ幅の積となる(508)。本実施形態で適用可
能な消去動作の計算は504の2次元断面内で消去が行
われる場合である。図9(a)を例にとれば電荷が浮遊
ゲート94から制御ゲート95あるいは第1の拡散層9
1、第2の拡散層92、半導体基板93などに放出され
る場合である。図9(c)の消去ゲート99が存在する
場合は本実施形態は対象外である。
Next, the erased charge amount calculator 58 calculates the amount of current emitted from the floating gate electrode to the control gate or the semiconductor substrate using the potential, electron / hole density, and the like obtained in 507. In an ordinary device simulator, it is often expressed in the form of a complicated function such as potential, electron / hole density, and the like. Since it is assumed in 507 that the current is constant within that time step, the amount of charge released in that time step is the product of the current at that time and the time step width (508). The calculation of the erasing operation applicable in the present embodiment is a case where erasing is performed in the two-dimensional cross section 504. In the example of FIG. 9A, the charge is transferred from the floating gate 94 to the control gate 95 or the first diffusion layer 9.
1, the second diffusion layer 92, the semiconductor substrate 93 and the like. If the erase gate 99 shown in FIG. 9C is present, this embodiment is out of scope.

【0065】次にしきい値シフト量計算部59が508
で求められた電荷量を505で求められた浮遊ゲートと
制御ゲートの間の静電容量で割るとその時間での当該メ
モリセルのしきい値シフト量となる(509)。
Next, the threshold shift amount calculating section 59 calculates
When the amount of charge obtained in step (5) is divided by the capacitance between the floating gate and the control gate obtained in step 505, the threshold shift amount of the memory cell at that time is obtained (509).

【0066】次に過渡デバイスシミュレーション部57
に戻り、先ほどの時間ステップに新たな時間ステップを
加えた時点での解析を実行する。このとき新たな時間ス
テップ幅は前のステップ幅と同じでも変更しても構わな
い。通常解析初期は非常に小さなステップ幅で解析を実
行しないと計算不能になるため、例えば1psec程度
から解析を開始する。通常消去動作は10msec程度
まで解析を試みるので、徐々に時間ステップを大きくし
ていくのが望ましい。ただし時間ステップが大きくなる
と508で算出される電荷量が大きくなるが、同時に浮
遊ゲートの電位が大きく変動することになるので、時間
ステップが小さい場合とでは誤差が発生してしまう可能
性がある。故に単純に時間ステップを大きくするのでな
く、算出される電荷量がある値を超えないように時間ス
テップを調整するなどの処置も必要である。
Next, the transient device simulation section 57
Then, the analysis at the time when a new time step is added to the previous time step is executed. At this time, the new time step width may be the same as the previous step width or may be changed. Normally, the analysis cannot be performed unless the analysis is performed with a very small step width in the initial stage of the analysis. Since the normal erase operation attempts analysis up to about 10 msec, it is desirable to gradually increase the time step. However, as the time step increases, the charge amount calculated in 508 increases, but at the same time, the potential of the floating gate fluctuates greatly. Therefore, an error may occur if the time step is small. Therefore, instead of simply increasing the time step, it is necessary to take measures such as adjusting the time step so that the calculated charge amount does not exceed a certain value.

【0067】507から509を反復計算し、その都度
507において消去初期からの現在の時間と506で得
たユーザ指定の消去時間を比較し、現在の時間がユーザ
指定の時間よりも小さければ、507から509の反復
計算を継続し、大きければ反復計算を中止して次の処理
に進む(510)。
507 to 509 are iteratively calculated, and each time, at 507, the current time from the beginning of erasing is compared with the user-specified erasing time obtained at 506. If the current time is smaller than the user-specified time, 507 To 509, and if larger, stop the iterative calculation and proceed to the next process (510).

【0068】最後に結果出力部60が509の結果をユ
ーザの欲する形で結果出力を行う(511)。プリンタ
及び端末へのデバイス素子内部の電気特性、例えばポテ
ンシャル、電子・正孔密度分布などの出力が可能であ
る。同様に端子電流−電圧特性についてもプリンタ及び
端末への出力が可能である。また同様にしきい値電圧シ
フト量−時間特性についてもプリンタ及び端末への出力
が可能である。また以上の結果をファイル形式に保存
し、適宜出力することが可能である。
Finally, the result output unit 60 outputs the result of 509 as desired by the user (511). It is possible to output electrical characteristics inside the device element, such as potential and electron / hole density distribution, to a printer and a terminal. Similarly, terminal current-voltage characteristics can be output to a printer and a terminal. Similarly, the threshold voltage shift amount-time characteristic can be output to a printer and a terminal. It is also possible to save the above results in a file format and output it as appropriate.

【0069】以上のように本実施形態によれば、本来の
シミュレーション断面である2次元断面と垂直な方向に
対して形状が均一でない場合、例えば第1の絶縁膜の幅
と第2の絶縁膜の幅が異なるとき、また第1の絶縁膜の
厚さ、あるいは第2の絶縁膜の厚さ、またはその両方が
均一でない場合でも、本来のシミュレーション断面であ
る2次元断面と垂直な断面において容量シミュレーショ
ンを実行し、浮遊ゲートと半導体基板の間の容量と制御
ゲートと浮遊ゲートの間の容量比から、本来のシミュレ
ーション断面で第2の絶縁膜の膜厚を変更して過渡デバ
イスシミュレーションを実行し、時間ステップ毎に浮遊
ゲートに消去される電荷量を変更された制御ゲートと浮
遊ゲートの間の容量で割るのでしきい値電圧シフト量の
計算を正確に行うことが可能である。
As described above, according to the present embodiment, when the shape is not uniform in the direction perpendicular to the two-dimensional cross section which is the original simulation cross section, for example, the width of the first insulating film and the second insulating film Are different from each other, and even when the thickness of the first insulating film and / or the thickness of the second insulating film are not uniform, the capacitance in the cross section perpendicular to the two-dimensional cross section which is the original simulation cross section The simulation is performed, and the transient device simulation is performed by changing the thickness of the second insulating film in the original simulation section based on the capacitance ratio between the floating gate and the semiconductor substrate and the capacitance ratio between the control gate and the floating gate. Calculates the amount of threshold voltage shift accurately because the amount of charge erased to the floating gate at each time step is divided by the capacitance between the changed control gate and floating gate Bets are possible.

【0070】以下、本発明の第四の実施形態について図
面を参照しながら説明する。
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0071】図7は第四の実施形態における半導体素子
電気特性評価装置の構成図を示すものである。図7にお
いて、71は2次元プロセスシミュレーション結果であ
る半導体素子内部の不純物密度、材質、外形形状などの
情報を読み取るプロセスシミュレーション結果読取部、
72は71で得た2次元プロセスシミュレーション結果
の断面と垂直な方向の断面のプロセスシミュレーション
結果を読み取る垂直方向断面プロセスシミュレーション
結果読取部、73は72で得た垂直方向断面形状につい
て容量シミュレーションを実行する垂直方向断面容量シ
ミュレーション部、74は73の結果を用いて71の2
次元プロセスシミュレーション結果の絶縁膜厚などの外
形的形状を変更するプロセスシミュレーション結果構造
変更部、75は74で変更されたプロセスシミュレーシ
ョンの構造に対して容量シミュレーションを実行する構
造変更断面容量シミュレーション部、76はデバイスシ
ミュレーションするための端子電圧や電圧印加の時間な
どの計算条件を指定するシミュレーション条件指定部、
77は72で得た2次元プロセスシミュレーション結果
について半導体素子内部のポテンシャル、電子・正孔密
度分布や電流電圧特性などの過渡特性を微少な時間ステ
ップに分割して計算する垂直方向過渡デバイスシミュレ
ーション部、78は77のそれぞれの時間ステップの最
後に浮遊ゲートから半導体基板に放出される電荷量を計
算する消去電荷量計算部、79は78で算出された消去
電荷量を71で得られた2次元断面での値に変換する電
荷量換算部、80は消去時間と消去動作の結果であるし
きい値シフト量の関係を計算するしきい値シフト量計算
部、81は結果をユーザの欲する手段で結果を出力する
結果出力部である。
FIG. 7 shows a configuration diagram of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to the fourth embodiment. In FIG. 7, reference numeral 71 denotes a process simulation result reading unit for reading information such as impurity density, material, and outer shape inside the semiconductor element, which is a two-dimensional process simulation result;
Reference numeral 72 denotes a vertical section process simulation result reading unit for reading a process simulation result of a section perpendicular to the section of the two-dimensional process simulation result obtained at 71, and 73 executes a capacity simulation on the vertical section shape obtained at 72. The vertical section capacitance simulation section 74 uses the result of 73 to calculate
A process simulation result structure changing unit for changing an external shape such as an insulating film thickness of a three-dimensional process simulation result; 75, a structure changing sectional capacity simulation unit for executing a capacity simulation on the process simulation structure changed in 74; Is a simulation condition specification part that specifies calculation conditions such as terminal voltage and voltage application time for device simulation,
77 is a vertical transient device simulation unit for calculating transient characteristics such as potential inside the semiconductor element, electron / hole density distribution and current-voltage characteristics by dividing them into minute time steps with respect to the two-dimensional process simulation results obtained in 72; Reference numeral 78 denotes an erased charge calculator for calculating the amount of charge released from the floating gate to the semiconductor substrate at the end of each of the time steps of 77. 79 denotes a two-dimensional cross section obtained by calculating the erased charge calculated by 78 at 71. , A threshold shift amount calculation unit for calculating the relationship between the erase time and the threshold shift amount as a result of the erase operation, and 81 a result obtained by a means desired by the user. Is a result output unit that outputs

【0072】以上のように構成された本実施形態の半導
体素子電気特性評価装置について図8を参照しながら、
その動作を説明する。
With reference to FIG. 8, the semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
The operation will be described.

【0073】まず、プロセスシミュレーション結果読取
部71が本来シミュレーションすべき2次元断面すなわ
ち従来例で示した図9(a)の断面についてプロセスシ
ミュレーション結果を読み込む。この結果には半導体素
子内部の不純物密度情報、材質情報、外形形状及び寸法
などの情報が含まれている(701)。
First, the process simulation result reading section 71 reads a process simulation result for a two-dimensional cross section which should be simulated originally, that is, the cross section of FIG. 9A shown in the conventional example. The result includes information such as impurity density information inside the semiconductor element, material information, outer shape and dimensions, and the like (701).

【0074】次に垂直方向断面プロセスシミュレーショ
ン結果読取部72が本来シミュレーションすべき2次元
断面と垂直な方向の断面すなわち従来例で示した図9
(b)の断面についてプロセスシミュレーション結果を
読み込む。この結果には半導体素子内部の不純物密度情
報、材質情報、外形形状及び寸法などの情報が含まれて
いる(702)。
Next, a section in a direction perpendicular to the two-dimensional section to be simulated by the vertical section process simulation result reading section 72, that is, FIG.
The process simulation result is read for the cross section of FIG. The result includes information such as impurity density information, material information, outer shape and dimensions inside the semiconductor element (702).

【0075】次に垂直方向断面容量シミュレーション部
73が702で取得した2次元断面形状についてその外
形形状、寸法、誘電率の情報から各伝導体間の静電容量
を計算する。図9(b)の93、94、95それぞれの
間の静電容量が同時に計算される(703)。
Next, the vertical section capacitance simulation section 73 calculates the capacitance between the conductors from the information on the outer shape, dimensions, and dielectric constant of the two-dimensional section obtained at 702. The capacitance between 93, 94, and 95 in FIG. 9B is calculated simultaneously (703).

【0076】次にプロセスシミュレーション結果構造変
更部74が703で求められた容量比を701の2次元
断面形状に反映するような処理を行う。すなわち701
で読み込まれた2次元プロセスシミュレーション結果の
第1の絶縁膜96の厚さをta、第2の絶縁膜97の厚
さをtbとし、703で算出された93と94の間の静
電容量をca、94と95の間の静電容量をcbとし
て、tb1=ta・ca/cbで求められる膜厚tb1
を新しい膜厚として構造の変更処理を行う(704)。
Next, the process simulation result structure changing unit 74 performs a process for reflecting the capacitance ratio obtained in 703 on the two-dimensional sectional shape of 701. That is, 701
Assuming that the thickness of the first insulating film 96 and the thickness of the second insulating film 97 in the two-dimensional process simulation result read in at step t are tb and that the capacitance between 93 and 94 calculated at 703 is ca, the capacitance between 94 and 95 is cb, and the film thickness tb1 is given by tb1 = ta · ca / cb.
Is changed to a new film thickness, and the structure is changed (704).

【0077】次に構造変更断面容量シミュレーション部
75が704で変更された構造に対して容量シミュレー
ションを実施し、浮遊ゲートと制御ゲートの間の静電容
量を計算する(705)。
Next, the structure-changed cross-section capacitance simulation section 75 performs a capacitance simulation on the structure changed in 704, and calculates the capacitance between the floating gate and the control gate (705).

【0078】次にシミュレーション条件指定部76がデ
バイスシミュレーションを実行するために必要なユーザ
が指定する端子電圧及び消去動作に必要な電圧印加の時
間などの情報を受け取る(706)。
Next, the simulation condition designating section 76 receives information such as a terminal voltage designated by the user required for executing the device simulation and a voltage application time required for the erase operation (706).

【0079】次に垂直方向過渡デバイスシミュレーショ
ン部77が702の変更されたプロセスシミュレーショ
ン結果に対し、所定の電極位置に706の所望の時間、
電圧を印加してデバイス内部の電気特性を解析する(7
07)。本実施形態で解析対象とするのはメモリセルの
消去動作についてである。706でユーザが指定した消
去時間を微少な時間ステップに分割し、その時間ステッ
プの中では素子内部の電気特性は一定であると仮定して
ポテンシャル、電子・正孔密度分布さらに端子電流の計
算を行う。
Next, the vertical transient device simulation unit 77 applies the desired time 706 to the predetermined electrode position with respect to the changed process simulation result 702 at the predetermined electrode position.
Analyze the electrical characteristics inside the device by applying voltage (7
07). The analysis target in the present embodiment is the erase operation of the memory cell. At 706, the erasing time specified by the user is divided into minute time steps, and the potential, electron / hole density distribution, and terminal current are calculated assuming that the electrical characteristics inside the device are constant during the time steps. Do.

【0080】次に消去電荷量計算部78が707で求め
られたポテンシャル、電子・正孔密度などを使って浮遊
ゲート電極から消去ゲートなど702の断面上にある他
の領域に放出される電流量を計算する。通常のデバイス
シミュレータではポテンシャル、電子・正孔密度などの
複雑な関数の形で表現されていることが多い。707に
おいてその時間ステップ内では電流一定と仮定している
ので、その時間ステップでの放出される電荷量はそのと
きの電流と時間ステップ幅の積となる(708)。本実
施形態で適用可能な消去動作の計算は702の2次元断
面内で消去が行われる場合である。図9(c)を例にと
れば電荷が浮遊ゲート94から消去ゲート99などに放
出される場合である。図9(a)の制御ゲート95、第
1の拡散層91、第2の拡散層92、半導体基板93な
どに電荷を放出する場合は本実施形態は対象外である。
Next, the erased charge amount calculator 78 uses the potential, electron and hole densities, etc. obtained in 707 to discharge the current amount from the floating gate electrode to other regions on the cross section of the erased gate 702 such as the erased gate. Is calculated. In an ordinary device simulator, it is often expressed in the form of a complicated function such as potential, electron / hole density, and the like. Since it is assumed in 707 that the current is constant within that time step, the amount of charge released in that time step is the product of the current at that time and the time step width (708). The calculation of the erasing operation applicable in the present embodiment is a case where erasing is performed in a two-dimensional section 702. FIG. 9C shows an example in which charges are discharged from the floating gate 94 to the erase gate 99 and the like. This embodiment is not applicable to the case where charges are discharged to the control gate 95, the first diffusion layer 91, the second diffusion layer 92, the semiconductor substrate 93, and the like in FIG. 9A.

【0081】次に電荷量換算部79が78で計算された
電荷量を704の断面での電荷量に換算する(70
9)。78で計算される電荷量は702の2次元断面で
の制御ゲートの値であるので、704の2次元断面での
制御ゲートにそのままの値を与えることは出来ない。そ
のため702の断面において78で計算された電荷量を
浮遊ゲート内部に保ったまま、全端子を0ボルトにす
る。そのときの浮遊ゲートの電圧値を保存しておく。次
に704の断面においてその電圧値を浮遊ゲートに与え
てその時の電荷量を求める。以上により電荷量換算を行
う。
Next, the charge amount conversion unit 79 converts the charge amount calculated at 78 into the charge amount in the section 704 (70).
9). Since the charge amount calculated at 78 is the value of the control gate in the two-dimensional section 702, the value cannot be given to the control gate in the two-dimensional section 704 as it is. Therefore, in the section of 702, all terminals are set to 0 volt while the charge amount calculated at 78 is kept inside the floating gate. The voltage value of the floating gate at that time is stored. Next, in the section 704, the voltage value is applied to the floating gate, and the charge amount at that time is obtained. The charge amount conversion is performed as described above.

【0082】次にしきい値シフト量計算部80が709
で求められた電荷量を705で求められた浮遊ゲートと
制御ゲートの間の静電容量で割るとその時間での当該メ
モリセルのしきい値シフト量となる(710)。
Next, the threshold shift amount calculating section 80 calculates
Dividing the amount of charge obtained in (1) by the capacitance between the floating gate and the control gate obtained in 705 results in a threshold shift amount of the memory cell at that time (710).

【0083】次に垂直方向過渡デバイスシミュレーショ
ン部77に戻り、先ほどの時間ステップに新たな時間ス
テップを加えた時点での解析を実行する。このとき新た
な時間ステップ幅は前のステップ幅と同じでも変更して
も構わない。通常解析初期は非常に小さなステップ幅で
解析を実行しないと計算不能になるため、例えば1ps
ec程度から解析を開始する。通常消去動作は10ms
ec程度まで解析を試みるので、徐々に時間ステップを
大きくしていくのが望ましい。ただし時間ステップが大
きくなると709で算出される電荷量が大きくなるが、
同時に浮遊ゲートの電位が大きく変動することになるの
で、時間ステップが小さい場合とでは誤差が発生してし
まう可能性がある。故に単純に時間ステップを大きくす
るのでなく、算出される電荷量がある値を超えないよう
に時間ステップを調整するなどの処置も必要である。
Next, returning to the vertical transient device simulation section 77, the analysis at the time when a new time step is added to the previous time step is executed. At this time, the new time step width may be the same as the previous step width or may be changed. Normally, in the early stage of analysis, calculation becomes impossible unless analysis is performed with a very small step width.
The analysis is started from about ec. Normal erase operation is 10ms
Since the analysis is attempted to about ec, it is desirable to gradually increase the time step. However, as the time step increases, the charge amount calculated in 709 increases,
At the same time, since the potential of the floating gate greatly changes, an error may occur when the time step is small. Therefore, instead of simply increasing the time step, it is necessary to take measures such as adjusting the time step so that the calculated charge amount does not exceed a certain value.

【0084】707から710を反復計算し、その都度
707において消去初期からの現在の時間と706で得
たユーザ指定の消去時間を比較し、現在の時間がユーザ
指定の時間よりも小さければ、707から710の反復
計算を継続し、大きければ反復計算を中止して次の処理
に進む(711)。
710 is repeatedly calculated from 707, and each time, at 707, the current time from the beginning of erasing is compared with the user-specified erasing time obtained at 706. If the current time is smaller than the user-specified time, 707 710 is repeated, and if larger, the iterative calculation is stopped and the process proceeds to the next process (711).

【0085】最後に結果出力部81が710の結果をユ
ーザの欲する形で結果出力を行う(712)。プリンタ
及び端末へのデバイス素子内部の電気特性、例えばポテ
ンシャル、電子・正孔密度分布などの出力が可能であ
る。同様に端子電流−電圧特性についてもプリンタ及び
端末への出力が可能である。また同様にしきい値電圧シ
フト量−時間特性についてもプリンタ及び端末への出力
が可能である。また以上の結果をファイル形式に保存
し、適宜出力することが可能である。
Finally, the result output unit 81 outputs the result of 710 in a form desired by the user (712). It is possible to output electrical characteristics inside the device element, such as potential and electron / hole density distribution, to a printer and a terminal. Similarly, terminal current-voltage characteristics can be output to a printer and a terminal. Similarly, the threshold voltage shift amount-time characteristic can be output to a printer and a terminal. It is also possible to save the above results in a file format and output it as appropriate.

【0086】以上のように本実施形態によれば、本来の
シミュレーション断面である2次元断面と垂直な方向に
対して形状が均一でない場合、例えば第1の絶縁膜の幅
と第2の絶縁膜の幅が異なるとき、また第1の絶縁膜の
厚さ、あるいは第2の絶縁膜の厚さ、またはその両方が
均一でない場合でも、本来のシミュレーション断面であ
る2次元断面と垂直な断面において容量シミュレーショ
ンを実行し、浮遊ゲートと半導体基板の間の容量と制御
ゲートと浮遊ゲートの間の容量比から、本来のシミュレ
ーション断面で第2の絶縁膜の膜厚を変更して、本来の
シミュレーション断面と垂直な2次元断面において過渡
デバイスシミュレーションを実行し、時間ステップ毎に
浮遊ゲートから消去される電荷量を求め、本来のシミュ
レーション断面での電荷量に換算して、その電荷量を変
更された制御ゲートと浮遊ゲートの間の容量で割るので
しきい値電圧シフト量の計算を正確に行うことが可能で
ある。
As described above, according to the present embodiment, when the shape is not uniform in the direction perpendicular to the two-dimensional cross section which is the original simulation cross section, for example, the width of the first insulating film and the second insulating film Are different from each other, and even when the thickness of the first insulating film and / or the thickness of the second insulating film are not uniform, the capacitance in the cross section perpendicular to the two-dimensional cross section which is the original simulation cross section A simulation is performed, and the thickness of the second insulating film is changed in the original simulation section based on the capacitance ratio between the floating gate and the semiconductor substrate and the capacitance ratio between the control gate and the floating gate, and the simulation is performed. A transient device simulation is performed on a vertical two-dimensional cross section to determine the amount of charge erased from the floating gate at each time step. In terms of charge amount, it is possible to perform calculation of the threshold voltage shift amount accurately because dividing the capacity between the charge amount changed control gate and the floating gate.

【0087】[0087]

【発明の効果】2次元プロセスシミュレーション結果で
ある半導体素子内部の不純物密度、材質、外形形状など
の情報を読み取る手段と、2次元プロセスシミュレーシ
ョン結果の断面と垂直な方向の材質、外形形状などの情
報を読み取る手段と、垂直方向断面形状について容量シ
ミュレーションを実行する手段と、容量シミュレーショ
ンの結果から2次元プロセスシミュレーション結果の絶
縁膜厚などの外形的形状を変更する手段と、デバイスシ
ミュレーションするための端子電圧や電圧印加の時間な
どの計算条件を指定する手段と、半導体素子内部のポテ
ンシャル、電子・正孔密度分布や電流電圧特性などを計
算するためにデバイスシミュレーションする手段と、結
果をユーザの欲する手段で出力する手段をもつことによ
り2次元シミュレーション本来の断面でなく、その垂直
方向断面において形状が均一でない場合においても、垂
直方向断面において容量シミュレーションを実施し、そ
の結果を本来の2次元断面において絶縁膜の膜厚換算を
行うことにより、3次元的な形状を本来の2次元断面に
反映することができるので正確な電気特性が解析可能で
あり、試作を繰り返すことなしに最適な製造条件が設定
可能な半導体素子電気特性評価装置を実現できるもので
ある。
According to the present invention, means for reading information such as impurity density, material and outer shape inside a semiconductor element, which is a result of a two-dimensional process simulation, and information such as material and outer shape in a direction perpendicular to a cross section of the two-dimensional process simulation result. , Means for performing a capacitance simulation on a vertical cross-sectional shape, means for changing an external shape such as an insulating film thickness of a two-dimensional process simulation result from a result of the capacitance simulation, and a terminal voltage for device simulation. Means for specifying calculation conditions such as voltage and time of voltage application, means for device simulation to calculate the potential inside the semiconductor element, electron / hole density distribution, current-voltage characteristics, etc. 2D simulation by having output means Even when the shape is not uniform in the vertical cross section, not in the original cross section, the capacitance simulation is performed in the vertical cross section, and the result is converted into the thickness of the insulating film in the original two-dimensional cross section. Since the three-dimensional shape can be reflected on the original two-dimensional cross section, accurate electrical characteristics can be analyzed, and a semiconductor element electrical characteristics evaluation device that can set optimal manufacturing conditions without repeating trial production is realized. You can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態における半導体素子
電気特性評価装置の概略構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施の形態における半導体素子
電気特性評価装置のフローチャート
FIG. 2 is a flowchart of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第二の実施の形態における半導体素子
電気特性評価装置の概略構成を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第二の実施の形態における半導体素子
電気特性評価装置のフローチャート
FIG. 4 is a flowchart of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第三の実施の形態における半導体素子
電気特性評価装置の概略構成を示すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第三の実施の形態における半導体素子
電気特性評価装置のフローチャート
FIG. 6 is a flowchart of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第四の実施の形態における半導体素子
電気特性評価装置の概略構成を示すブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施の形態における半導体素子
電気特性評価装置のフローチャート
FIG. 8 is a flowchart of a semiconductor device electrical characteristic evaluation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】不揮発性メモリの2次元断面構造を示す模式図FIG. 9 is a schematic diagram showing a two-dimensional cross-sectional structure of a nonvolatile memory;

【図10】デバイスシミュレーションの離散化用格子を
示す模式図
FIG. 10 is a schematic view showing a grating for discretization in a device simulation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 プロセスシミュレーション結果読取部 12 垂直方向断面読取部 13 垂直方向断面容量シミュレーション部 14 プロセスシミュレーション結果構造変更部 15 シミュレーション条件指定部 16 デバイスシミュレーション部 17 結果出力部 31 プロセスシミュレーション結果読取部 32 垂直方向断面読取部 33 垂直方向断面容量シミュレーション部 34 プロセスシミュレーション結果構造変更部 35 構造変更断面容量シミュレーション部 36 シミュレーション条件指定部 37 過渡デバイスシミュレーション部 38 書き込み量計算部 39 しきい値シフト量計算部 40 結果出力部 51 プロセスシミュレーション結果読取部 52 垂直方向断面読取部 53 垂直方向断面容量シミュレーション部 54 プロセスシミュレーション結果構造変更部 55 構造変更断面容量シミュレーション部 56 シミュレーション条件指定部 57 過渡デバイスシミュレーション部 58 消去電荷量計算部 59 しきい値シフト量計算部 60 結果出力部 71 プロセスシミュレーション結果読取部 72 垂直方向断面プロセスシミュレーション結果読取
部 73 垂直方向断面容量シミュレーション部 74 プロセスシミュレーション結果構造変更部 75 構造変更断面容量シミュレーション部 76 シミュレーション条件指定部 77 垂直方向過渡デバイスシミュレーション部 78 消去電荷量計算部 79 電荷量換算部 80 しきい値シフト量計算部 81 結果出力部 91 第1の拡散層 92 第2の拡散層 93 半導体基板 94 浮遊ゲート 95 制御ゲート 96 第1の絶縁膜 97 第2の絶縁膜 98 素子分離膜 99 消去ゲート
REFERENCE SIGNS LIST 11 process simulation result reading section 12 vertical section reading section 13 vertical section capacity simulation section 14 process simulation result structure changing section 15 simulation condition specifying section 16 device simulation section 17 result output section 31 process simulation result reading section 32 vertical section reading Unit 33 vertical cross-section capacitance simulation unit 34 process simulation result structure change unit 35 structure change cross-section capacitance simulation unit 36 simulation condition specification unit 37 transient device simulation unit 38 write amount calculation unit 39 threshold shift amount calculation unit 40 result output unit 51 Process simulation result reading section 52 Vertical section reading section 53 Vertical section capacity simulation section 54 Process simulation Result structure change unit 55 structure change cross section capacity simulation unit 56 simulation condition specification unit 57 transient device simulation unit 58 erase charge amount calculation unit 59 threshold shift amount calculation unit 60 result output unit 71 process simulation result read unit 72 vertical section Process simulation result reading unit 73 Vertical cross section capacitance simulation unit 74 Process simulation result structure change unit 75 Structure change cross section capacitance simulation unit 76 Simulation condition specification unit 77 Vertical transient device simulation unit 78 Erased charge amount calculation unit 79 Charge amount conversion unit 80 Threshold shift amount calculation section 81 Result output section 91 First diffusion layer 92 Second diffusion layer 93 Semiconductor substrate 94 Floating gate 95 Control gate 96 First insulating film 97 Second insulating layer Edge film 98 Device isolation film 99 Erase gate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/00 Fターム(参考) 5B046 AA08 JA04 5F001 AA01 AB08 AC02 AC30 AE02 AE03 AE08 AG17 5F083 EP02 EP23 ER04 ER14 ER15 ER16 ER17 GA30 ZA30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/00 F term (Reference) 5B046 AA08 JA04 5F001 AA01 AB08 AC02 AC30 AE02 AE03 AE08 AG17 5F083 EP02 EP23 ER04 ER14 ER15 ER16 ER17 GA30 ZA30

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2次元半導体プロセスシミュレーション
結果を読み取る手段と、2次元断面と垂直な方向に不均
一な形状をもつ素子形状を読み取る手段と、垂直断面に
対して2次元容量シミュレーションをする手段と、容量
シミュレーション結果からもとのプロセスシミュレーシ
ョン結果の構造を変更する手段と、ユーザの欲する電気
特性や測定条件の入力を受け取る手段と、2次元デバイ
スシミュレーションにより電気特性を計算する手段と、
ユーザ指定の媒体で結果出力を行う手段をもつことを特
徴とする半導体素子電気特性評価装置。
A means for reading a result of a two-dimensional semiconductor process simulation; a means for reading an element shape having a non-uniform shape in a direction perpendicular to the two-dimensional section; and a means for performing a two-dimensional capacitance simulation on the vertical section. Means for changing the structure of the original process simulation result from the capacity simulation result, means for receiving the input of the electric characteristics and measurement conditions desired by the user, means for calculating the electric characteristics by two-dimensional device simulation,
An apparatus for evaluating electrical characteristics of a semiconductor device, comprising: means for outputting a result on a medium designated by a user.
【請求項2】 不揮発性メモリの浮遊ゲートに電荷を蓄
積する書き込み動作の解析において、2次元半導体プロ
セスシミュレーション結果を読み取る手段と、2次元断
面と垂直な方向に不均一な形状をもつ素子形状を読み取
る手段と、垂直断面に対して2次元容量シミュレーショ
ンをする手段と、容量シミュレーション結果からもとの
プロセスシミュレーション結果の構造を変更する手段
と、変更された構造に対して2次元容量シミュレーショ
ンをする手段と、ユーザの欲する電気特性や測定条件の
入力を受け取る手段と、2次元過渡デバイスシミュレー
ションにより書き込み動作を計算する手段と、書き込み
電荷量を計算する手段と、書き込み動作の結果であるし
きい値電圧シフト量を計算する手段と、ユーザ指定の媒
体で結果出力を行う手段をもつことを特徴とする半導体
素子電気特性評価装置。
2. A means for reading a two-dimensional semiconductor process simulation result in an analysis of a write operation for accumulating charges in a floating gate of a nonvolatile memory, and an element shape having a non-uniform shape in a direction perpendicular to the two-dimensional cross section. Reading means, means for performing a two-dimensional capacitance simulation on a vertical cross section, means for changing the structure of the original process simulation result from the capacitance simulation result, and means for performing a two-dimensional capacitance simulation on the changed structure Means for receiving input of electrical characteristics and measurement conditions desired by the user; means for calculating a write operation by two-dimensional transient device simulation; means for calculating a write charge amount; and threshold voltage as a result of the write operation Means for calculating the shift amount, and means for outputting the result on a user-specified medium. An apparatus for evaluating electrical characteristics of a semiconductor device, comprising a step.
【請求項3】 不揮発性メモリの浮遊ゲートから電荷を
放出する消去動作の解析において、2次元半導体プロセ
スシミュレーション結果を読み取る手段と、2次元断面
と垂直な方向に不均一な形状をもつ素子形状を読み取る
手段と、垂直断面に対して2次元容量シミュレーション
をする手段と、容量シミュレーション結果からもとのプ
ロセスシミュレーション結果の構造を変更する手段と、
変更された構造に対して2次元容量シミュレーションを
する手段と、ユーザの欲する電気特性や測定条件の入力
を受け取る手段と、2次元過渡デバイスシミュレーショ
ンにより消去動作を計算する手段と、消去された電荷量
を計算する手段と、消去動作の結果であるしきい値電圧
シフト量を計算する手段と、ユーザ指定の媒体で結果出
力を行う手段をもつことを特徴とする半導体素子電気特
性評価装置。
3. A means for reading a two-dimensional semiconductor process simulation result in an analysis of an erasing operation for discharging charges from a floating gate of a nonvolatile memory, and an element shape having a non-uniform shape in a direction perpendicular to the two-dimensional cross section. Means for reading, means for performing a two-dimensional capacitance simulation on a vertical cross section, means for changing the structure of the original process simulation result from the capacitance simulation result,
A means for performing a two-dimensional capacitance simulation on the changed structure; a means for receiving input of electrical characteristics and measurement conditions desired by a user; a means for calculating an erasing operation by means of a two-dimensional transient device simulation; , A means for calculating a threshold voltage shift amount as a result of an erase operation, and a means for outputting a result on a medium designated by a user.
【請求項4】 不揮発性メモリの浮遊ゲートから電荷を
放出する消去動作の解析において、2次元半導体プロセ
スシミュレーション結果を読み取る手段と、2次元断面
と垂直な方向のプロセスシミュレーション結果を読み取
る手段と、垂直断面に対して2次元容量シミュレーショ
ンをする手段と、容量シミュレーション結果からもとの
プロセスシミュレーション結果の構造を変更する手段
と、変更された構造に対して2次元容量シミュレーショ
ンをする手段と、ユーザの欲する電気特性や測定条件の
入力を受け取る手段と、垂直断面に対して2次元過渡デ
バイスシミュレーションにより消去動作を計算する手段
と、消去された電荷量を計算する手段と、消去された電
荷量をもとの2次元断面での値に換算する手段と、消去
動作の結果であるしきい値電圧シフト量を計算する手段
と、ユーザ指定の媒体で結果出力を行う手段をもつこと
を特徴とする半導体素子電気特性評価装置。
4. A means for reading a two-dimensional semiconductor process simulation result, a means for reading a process simulation result in a direction perpendicular to a two-dimensional cross section, and a method for analyzing an erase operation for discharging charges from a floating gate of a nonvolatile memory. A means for performing a two-dimensional capacitance simulation on the cross section, a means for changing the structure of the original process simulation result from the capacitance simulation result, a means for performing a two-dimensional capacitance simulation on the changed structure, and a user desire. A means for receiving input of electrical characteristics and measurement conditions; a means for calculating an erase operation by a two-dimensional transient device simulation with respect to a vertical section; a means for calculating an erased charge; Means for converting to a value in a two-dimensional cross section of A device for evaluating electrical characteristics of a semiconductor device, comprising: means for calculating a low voltage shift amount; and means for outputting a result on a medium designated by a user.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008244297A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Toshiba Corp Design method and manufacturing method of semiconductor device

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