JP2004062346A - Apparatus and method for automatically determining device size - Google Patents

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Kenji Oohata
大秦 賢士
Hiroshi Shimomura
下村 浩
Kyoko Hirata
平田 恭子
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device size automatic determination apparatus in which design manhour for determining a device size on the basis of device information is shortened. <P>SOLUTION: When a required resistance value and a resistance specification 101 concerning restriction on a layout are inputted through a specification input part 102, a size examination part 112 sets the initial value of the size from the restriction on the layout, extracts a resistance value in the size initial value from a resistance size dependency database 109 in which size dependence data of the resistance value are stored, determines whether the extracted resistance value satisfies the inputted resistance specification or not, and when the resistance value does not satisfy the resistance specification, it repeats the correction of the size in accordance with a set size correction rule to automatically calculate and output the device size. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路を構成するデバイス、特にダイオード素子、抵抗素子、容量素子の設計仕様を満たすサイズを自動決定し、設計工数及び設計ミスを削減するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路を構成するデバイスの最適なサイズを決定する場合、実現したい特性値と、そのデバイスの単位サイズ辺りの特性値に基づいてデバイスサイズを決定する手法が採られていた。
【0003】
例えば、アナログ回路設計では、まず、素子の電流値、抵抗値、容量値等の素子の特性値を予め決め、後で、その特性条件を満たす素子サイズを決定するような手法を採る場合がある。この際には、非常に粗い近似ではあるが、ダイオード素子の場合は、実現したい電流値とPN接合面の単位面積辺りの電流値(一定値)に基づいてサイズを決定している。なお、ここでは、PNPあるいはNPNの接合構造をもつバイポーラトランジスタのベースとコレクタを共通端子に接続し、ベースとエミッタのPN接合部分をダイオードと同じような用途で使っているデバイスについても、広義にダイオード素子として定義する。
【0004】
抵抗素子の場合は、実現したい抵抗値とシート抵抗値(一定値)に基づいてサイズを決定している。容量素子の場合は、実現したい容量値と単位面積辺りの容量値(一定値)に基づいてサイズを決定している。
【0005】
このような一次近似的なデバイスサイズ決定方法は、非常に簡単であるため、この機能を持った半導体回路のマスクレイアウト自動作成ソフトは存在している。
【0006】
かかるマスクレイアウト自動作成ソフトにより、1000Ωの抵抗を設計する場合の処理部の構成例および処理の流れを図34に示す。
【0007】
図34において、抵抗値検討部301で、回路特性上実現したい抵抗値が検討され、設計デバイス仕様302として1000オームの抵抗という仕様が出力される。また、素子の形状、面積を最小にしたいなどの要望も仕様として出力される。
【0008】
この仕様は、仕様入力部303に入力される。この際に、抵抗素子の設置可能スペースに制約がある場合は、抵抗値の設置スペースに合わせて抵抗の形状も仕様として入力することもできる。素子の指定できる形状としては、図35に示すような、直線型や折り曲げ型等の形状がある。また、折り曲げ型等の形状の場合、折り曲げ型(1)、折り曲げ型(2)、折り曲げ型(3)のように折り曲げの回数や線間隔を選択する機能も有している。
【0009】
次に、シート数検討部304で、仕様を実現する抵抗のシート数が計算される。この際に、第1のデバイス情報部305に格納されている、抵抗素子のシート抵抗値のデータが用いられる。この例では、シート抵抗値が100Ωになるというデータが格納されているものとする。この検討の結果として、シート数仕様306として、シート数が10になるようなサイズで設計すれば良いという結論が得られる。
【0010】
シート数が10になる抵抗の抵抗線幅W、抵抗線長Lの組み合わせは、(W,L)=(2μm,20μm)、(1μm,10μm)、(0.5μm,5μm)など無数に存在する。そこで次に、サイズ検討部307で、面積を最小にしたいなどの要望仕様を元に具体的に採用するサイズが検討される。この際、デザインルール部308に格納されている設計規約にある抵抗線幅W≧0.5μmなどのデータが必要となる。この検討の結果として、サイズ出力309として、(W,L)=(0.5μm,5μm)で設計すれば良いという結論が得られる。
【0011】
なお、図34内の点線で囲まれた従来の自動サイズ決定処理310が、従来のマスクレイアウト自動作成ソフトの処理に関わる部分である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手法では、単位面積辺りの電流値、シート抵抗値、単位面積辺りの容量値といった、デバイスの単位サイズ当たりの特性値を一定値として扱ってデバイスサイズの決定を行っていた。一方、現実のデバイスではこれらの値は必ずしも一定値ではなく、より高精度な設計を行うには従来の手法では不十分であった。
【0013】
そのため、単位面積辺りの電流値、シート抵抗値、単位面積辺りの容量値がサイズ依存性を持つ可変値であることに対応した精度の高いサイズ決定を行う必要がある。
【0014】
例えば、抵抗素子の場合、デバイスサイズが小さくなってくると、寄生的な効果や、デバイスが実際に製造される形状効果の影響が無視できなくなる。そのため、従来の計算手法である、以下の式(1)の関係が成り立たなくなる。
【0015】
抵抗値=シート抵抗値(固定値)×シート数   …(1)
したがって、正確に見積もるための1つの方法として、シート抵抗値にサイズ依存性を持たせた実効シート抵抗値を使った、以下の式(2)の方法がある。
【0016】
抵抗値=実効シート抵抗値(可変値)×シート数   …(2)
この方法では、実効シート抵抗値(可変値)の中に、寄生的な効果や、形状効果の影響を含ませることになる。
【0017】
もう1つの方法としては、形状効果をシート数に反映した実効シート数を用い、さらに寄生抵抗分を補正する、以下の式(3)の方法がある。
【0018】
抵抗値=シート抵抗値(固定値)×実効シート数+寄生抵抗  …(3)
この方法では、シート抵抗値(固定値)は寄生的な効果や、形状効果の影響が無視できるようなサイズでの値を表す。実効シート数は現実の寸法を反映し、寄生的抵抗も現実の値そのものを見積もって使う。
【0019】
抵抗素子のサイズ決定において、図34のサイズ出力309として得られた値をさらに高精度化するためには、図36に示すような追加検討処理部314が必要である。これは上記式(2)の形式である。
【0020】
追加データ検討部311では、第2のデバイス情報部312に格納されている、実効シート数のサイズ依存性のデータに基づいて検討される。例として、W=0.5μmでは実効シート抵抗値が110Ωとなるというデータが格納されていたとする。この検討の結果として、修正サイズ出力313として、(W,L)=(0.5μm,4.54μm)で設計すれば良いという結論が得られる。
【0021】
図36内の点線で囲まれた従来の追加検討処理314が、精度の高いデバイスサイズ決定には欠かせない部分であるが、これを1つ1つのデバイスに対して手作業で実行するには、多くの設計工数が必要となる。
【0022】
精度の高いデバイスサイズ決定には、この他にも追加検討が必要な項目があり、課題は多数ある。以下にこれらの課題をまとめる。
【0023】
第1の課題は、デバイス特性のサイズ依存性の検討が必要なことである。しかし、従来例では、1つ1つのデバイスに対してこれを正確に判断して設計するにために、多くの設計工数を必要とした。
【0024】
第2の課題は、デバイス特性は電圧条件や電流条件により変化する場合が多く、電圧依存性や電流依存性の検討が必要なことである。しかし、従来例では、1つ1つのデバイスに対してこれを正確に判断して設計するにために、多くの設計工数を必要とした。
【0025】
第3の課題は、デバイス特性は動作時の温度条件により変化する場合が多く、温度依存性の検討が必要なことである。しかし、従来例では、1つ1つのデバイスに対してこれを正確に判断して設計するにために、多くの設計工数を必要とした。
【0026】
第4の課題は、半導体デバイスは製造時のプロセスばらつきにより、同じサイズで設計したものに特性ばらつきを持ち、かつ、ばらつき量にはデバイスのサイズ依存性があるため、設計時にこの特性ばらつきの検討が必要なことである。特性ばらつきは回路動作に大きな影響を与えるので、回路設計する上でどの程度の特性ばらつきまでを許容するかを検討することは非常に重要である。図37に、抵抗素子の抵抗値のセンター特性と特性ばらつきの関係の例を示す。横軸は抵抗線長L、縦軸は抵抗値Rである。この例では、抵抗線長Lが小さくなるほど、特性ばらつき幅が大きくなっていることを表している。従来例では、設計仕様上許容できるプロセスばらつき値を満たすデバイスサイズを正確に判断して設計するために、多くの設計工数を必要とした。
【0027】
第5の課題は、アナログ回路等の設計時に、同一特性となることを期待して近接して配置した同一サイズデバイスに特性差(以後、これを特性ミスマッチと呼ぶ)を持ち、かつ、ミスマッチ量にはデバイスのサイズ依存性があるため、設計時にこの特性ミスマッチの検討が必要なことである。特性ミスマッチは第4の課題で説明した特性ばらつきの一種であるが、特性ばらつきがあらゆる場所の同一サイズ素子を対象としているのに対して、特性ミスマッチは、ばらつきを最小限に押さえるために近接配置したデバイスを対象としている。特性ミスマッチは、可能な限り同一特性であることを望んだデバイスだけに、わずかな量の差でも回路特性に大きな影響を与えるので、回路設計する上でどの程度の特性ミスマッチまでを許容するかを検討することは非常に重要である。図38に、抵抗値のセンター特性、特性ばらつき、特性ミスマッチの関係の例を示す。特性ミスマッチ幅は、特性ばらつき幅よりは小さくなっている。抵抗線長Lが小さくなるにつれて、特性ミスマッチ幅は大きくなっている。従来例では、設計仕様上許容できる特性ミスマッチの値を満たすデバイスサイズを正確に判断して設計するために、多くの設計工数を必要とした。
【0028】
第6の課題は、回路シミュレータを用いてデバイス特性をシミュレーションする際にはシミュレーション誤差が存在し、かつ、シミュレーション誤差にはデバイスのサイズ依存性があるため、設計時にこのシミュレーション誤差の検討が必要なことである。半導体デバイス特性をシミュレーションするために、デバイス特性のモデル化が行なわれる。シミュレーション誤差は、デバイス特性の実測定値とシミュレーション値との差であり、採用したモデル式の形状とモデルパラメータの抽出精度に依存する。回路設計する上でどの程度のシミュレーション誤差までを許容するかを検討することは非常に重要である。従来例では、設計仕様上許容できるシミュレーション誤差を満たすデバイスサイズを正確に判断して設計するために、多くの設計工数を必要とした。
【0029】
第7の課題は、第1から第6の課題の全て、あるいは複数個を同時に満たす必要があることである。その実行フローの例を図39に示す。第一段階検討315、第二段階検討316、第三段階検討317と続け、最終段階検討318を終えると、必要な課題に対して検討及びサイズ補正を順番に行い、最終サイズ出力319として最終的な結果が得られる。このように、各検討を順番に処理していくには多くの設計工数を必要とした。また、修正を繰り返すことで、すでに検討を終えていた項目を満たさなくなることも起こり得る。そのために、反復して何度も処理を繰り返す必要があり、さらに多くの設計工数を必要とし、非常に効率が悪かった。
【0030】
第8の課題は、異なる材料に対応した複数のデバイスサイズから最適な材料を選択する場合に、第1から第7の課題を考慮した上で判断する必要があることである。半導体素子を製造する場合、サイズやレイアウト形状だけでなく、構成している材料そのものを変えて製造することがある。MOSトランジスタ用の製造プロセスの場合、抵抗素子では、ソースやドレインと同じ不純物分布を持った部分や、ポリシリコンを抵抗素子として使う例がある。容量素子では、ゲート酸化膜の部分や、ポリシリコンを2層使って構成する例がある。材料が異なる複数のデバイスは持っている特性も異なる。従来例では、これを正確に判断して設計するために、多くの設計工数を必要とした。
【0031】
第9の課題は、第1から第8の課題の検討に使われるデバイス情報量が膨大なことである。デバイス情報をテーブルマップ方式の数値データの形式で格納すると情報量が膨大になる。また、デバイス情報をグラフとして格納すると自動化には適さなくなる。
【0032】
以上述べたように、高精度なデバイスサイズ決定を行うためには、多くのデバイス情報を検討していく必要がある。なお、ここでは、デバイス特性のサイズ依存性、電圧依存性、電流依存性、温度依存性に加え、特性ばらつきのサイズ依存性、特性ミスマッチのサイズ依存性、シミュレーション誤差のサイズ依存性も広い意味でのデバイス情報あるいはデバイス特性として定義する。
【0033】
従来例では、多くのデバイス情報を検討していくために、非常に多くの設計工数が必要となるという問題があった。
【0034】
また、複雑な作業であるため、設計ミスを起こす可能性がある。設計者は、データを見誤ったり、着目していたデータ以外は見落とす場合などがある。その結果、設計不良を起こす可能性がある。例えば、面積を最小にすることにのみ気を取られてサイズを決定した結果、決定したサイズの特性ばらつきが非常に大きいというデータを見落とした結果、設計不良を起こすなどということが考えられる。
【0035】
本発明の目的は、回路設計において、デバイス情報に基づいてデバイスサイズ決定を行う際の設計工数を削減し、かつ設計不良を削減することと、デバイス特性データベースのデータ量を削減したデバイスサイズの自動決定装置および方法を提供することにある。
【0036】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するうえで、前記9個の課題を解決する9個の本発明の概要を、以下に列記する。
(1)半導体デバイスの特性がサイズ依存性を有することを考慮した高精度なデバイスサイズ決定を自動化する。
(2)半導体デバイスの特性が電圧依存性あるいは電流依存性を有することを考慮した高精度なデバイスサイズ決定を自動化する。
(3)半導体デバイスの特性が温度依存性を有することを考慮した高精度なデバイスサイズ決定を自動化する。
(4)半導体デバイスの特性が特性ばらつきを有し、かつ、その特性ばらつき量がサイズ依存性を有することを考慮した高精度なデバイスサイズ決定を自動化する。
(5)半導体デバイスの特性が特性ミスマッチを有し、かつ、その特性ミスマッチ量がサイズ依存性を有することを考慮した高精度なデバイスサイズ決定を自動化する。
(6)半導体デバイスの特性を回路シミュレーションする場合に用いるデバイスシミュレーションモデルがシミュレーション誤差を有し、かつ、シミュレーション誤差がサイズ依存性を有することを考慮した高精度なデバイスサイズ決定を自動化する。
(7)上記(1)から(6)までに記載した項目のうち複数個を同時にかつ効率よく自動実行する。
(8)半導体デバイスの材料に複数の選択肢がある場合、それぞれの材料の場合のサイズを自動決定し、その結果を自動比較して最適な材料を選択した上での高精度なデバイスサイズ決定を自動化する。
(9)上記(1)から(8)までに記載した項目で用いる半導体デバイス特性データベースに対するデータ格納方法として、デバイス特性を近似したモデル式を用いる。
【0037】
具体的には、以下のような解決手段で構成される。
【0038】
本発明の第1の構成は、第1の仕様入力部と、第1のデバイス特性データベースと、第1のサイズ検討部とからなることを特徴とする。
【0039】
第1の仕様入力部には、半導体集積回路を構成するデバイスの所望するデバイス特性値およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される。デバイス特性値には、抵抗素子の場合は抵抗値、容量素子の場合は容量値、ダイオード素子の場合は所定の電圧条件下での電流値あるいは所定の電流値における電圧値など、様々なデバイス特性が含まれる。レイアウト上の制約には、レイアウトする場所の制約や、面積を最小にしたいという要望が含まれる。レイアウトする場所の制約を指定する場合は、デバイスの縦方向長と横方向長のサイズ範囲が指定される。
【0040】
第1のデバイス特性データベースには、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納される。
【0041】
第1のサイズ検討部は、デバイスサイズの初期値をまず設定し、サイズ初期値におけるデバイス特性値を第1のデバイス特性データベースから抽出し、抽出したデバイス特性値が入力された設計仕様を満たすか否かを判断し、設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従ってサイズ修正を繰り返すことで、デバイスサイズを自動計算して出力する。
【0042】
第1の構成によれば、デバイス特性値にサイズ依存性があることに対応して、デバイスサイズを自動決定することができる。
【0043】
次に、本発明の第2の構成は、第2の仕様入力部と、第2のデバイス特性データベースと、第2のサイズ検討部とからなることを特徴とする。
【0044】
第2の仕様入力部には、半導体集積回路を構成するデバイスの、所定の電圧範囲における任意の電圧条件、あるいは所定の電流範囲における任意の電流条件、その条件の下で所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される。ここで、電圧条件あるいは電流条件とは、所望するデバイス特性値を得たいのが、デバイスにどのような電圧が印加されている状態でか、あるいはデバイスにどのような電流が流れている状態でかを意味する。デバイスによっては、印加する電圧あるいは流す電流の条件は1種類ではなく、2種類以上ある場合もある。また、複数ある場合は、電圧条件や電流条件を組み合わせた指定が行われる。
【0045】
第2のデバイス特性データベースには、所定の温度条件におけるデバイス特性値の、サイズ依存性データ及び電圧依存性データ、あるいはサイズ依存性データ及び電流依存性データが格納されている。
【0046】
第2のサイズ検討部は、デバイスサイズの初期値をまず設定し、指定した電圧条件あるいは電流条件における初期値サイズのデバイス特性値をデバイス特性データベースから抽出し、抽出したデバイス特性値が入力された設計仕様を満たすか否かを判断し、設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従ってサイズ修正を繰り返すことで、デバイスサイズを自動計算して出力する。
【0047】
このように、第1の構成では、電圧あるいは電流条件が所定の一条件だけであったのに対して、第2の構成では、所定の電圧範囲における任意の電圧条件、あるいは所定の電流範囲における任意の電流条件を指定して、デバイスサイズが自動決定される。
【0048】
第2の構成によれば、デバイス特性値に電圧依存性あるいは電流依存性があることに対応して、デバイスサイズを自動決定することができる。
【0049】
次に、本発明の第3の構成は、第3の仕様入力部と、第3のデバイス特性データベースと、第3のサイズ検討部とからなることを特徴とする。
【0050】
第3の仕様入力部には、所定の温度範囲における任意の温度条件、その温度条件の下で所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される。ここで、温度条件とは、デバイスにどのような温度状態で所望するデバイス特性値を得たいのかを意味する。
【0051】
第3のデバイス特性データベースには、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データ及び温度依存性データが格納されている。
【0052】
第3のサイズ検討部は、デバイスサイズの初期値をまず設定し、指定した温度条件における初期値サイズのデバイス特性値をデバイス特性データベースから抽出し、抽出したデバイス特性値が入力された設計仕様を満たすか否かを判断し、設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従ってサイズ修正を繰り返すことで、デバイスサイズを自動計算して出力する。
【0053】
このように、第1の構成では、温度条件が所定の一条件だけであったのに対して、第3の構成では、所定の温度範囲における任意の温度条件を指定して、デバイスサイズが自動決定される。
【0054】
第3の構成によれば、デバイス特性値に温度依存性があることに対応して、デバイスサイズを自動決定することができる。
【0055】
次に、本発明の第4の構成は、第4の仕様入力部と、前記第1のデバイス特性データベースと、第4のデバイス特性データベースと、第4のサイズ検討部とからなることを特徴とする。
【0056】
第4の仕様入力部には、半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容ばらつき量条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される。ここで、許容ばらつき量条件とは、デバイス特性値のばらつき量が、どの程度まで許容できるかという条件である。許容ばらつき量条件には、例えば、ダイオード素子であれば、所定の電圧条件での電流値の許容ばらつき量、あるいは所定の電流条件での電圧値の許容ばらつき量、抵抗素子であれば、抵抗値の許容ばらつき量、容量素子であれば、容量値の許容ばらつき量等が含まれる。指標としては、許容ばらつき量の割合(何パーセント以内か)や絶対量そのものを用い、デバイス特性値のばらつきを表現するのに適しているものが選ばれる。
【0057】
第4のデバイス特性データベースには、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは電流条件におけるデバイス特性値のばらつき量のサイズ依存性データが格納されている。
【0058】
第4のサイズ検討部は、入力された許容ばらつき量条件と、第4のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値のばらつき量のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定し、設計可能なサイズの領域内からデバイスサイズの初期値をまず設定し、初期値サイズにおけるデバイス特性値を第1のデバイス特性データベースから抽出し、抽出したデバイス特性値が入力された設計仕様を満たすか否かを判断し、設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従って、設計可能なサイズの領域内からサイズ修正を繰り返すことで、デバイスサイズを自動計算して出力する。
【0059】
このように、第4の構成では、第1の構成には含まれていなかったデバイス特性値の許容ばらつき量条件を追加指定して、デバイスサイズが自動決定される。
【0060】
第4の構成によれば、デバイス特性値の許容ばらつき量条件があることに対応して、デバイスサイズを自動決定することができる。
【0061】
次に、本発明の第5の構成は、第5の仕様入力部と、前記第1のデバイス特性データベースと、第5のデバイス特性データベースと、第5のサイズ検討部とからなることを特徴とする。
【0062】
第5の仕様入力部には、半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容ミスマッチ量条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される。ここで、デバイス特性値の許容ミスマッチ量条件とは、特性ばらつきの一種であり、特に同一特性になることを期待して隣接して配置する2つの同一サイズ素子の特性差が、どの程度まで許容できるかという条件である。特殊なケースであるが、回路特性上重要な指標であるので、あらゆるケースを想定した特性ばらつきとは分けて定義することが必要となる。この許容ミスマッチ量条件には、例えば、ダイオード素子であれば、所定の電圧条件での電流値の許容ミスマッチ量、あるいは所定の電流条件での電圧値の許容ミスマッチ量、抵抗素子であれば、抵抗値の許容ミスマッチ量、容量素子であれば、容量値の許容ミスマッチ量等が含まれる。指標としては、ミスマッチ量の割合(何パーセント以内か)や絶対量そのものを用い、デバイス特性値のミスマッチ量を表現するのに適しているものが選ばれる。
【0063】
第5のデバイス特性データベースには、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは電流条件におけるデバイス特性値のミスマッチ量のサイズ依存性データが格納されている。
【0064】
第5のサイズ検討部は、入力された許容ミスマッチ量条件と、第5のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値のミスマッチ量のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定し、設計可能なサイズの領域内からデバイスサイズの初期値をまず設定し、初期値サイズにおけるデバイス特性値を第1のデバイス特性データベースから抽出し、抽出したデバイス特性値が入力された設計仕様を満たすか否かを判断し、設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従って、設計可能なサイズの領域内からサイズ修正を繰り返すことで、デバイスサイズを自動計算して出力する。
【0065】
このように、第5の構成では、第1の構成には含まれていなかったデバイス特性値の許容ミスマッチ量条件を追加指定して、デバイスサイズが自動決定される。
【0066】
第5の構成によれば、デバイス特性値の許容ミスマッチ量条件があることに対応して、デバイスサイズを自動決定することができる。
【0067】
次に、本発明の第6の構成は、第6の仕様入力部と、前記第1のデバイス特性データベースと、第6のデバイス特性データベースと、第6のサイズ検討部とからなることを特徴とする。
【0068】
第6の仕様入力部には、半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容シミュレーション誤差条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される。ここで、許容シミュレーション誤差条件とは、デバイス特性を回路シミュレータでシミュレーションした場合の誤差が、どの程度まで許容できるかという条件である。誤差は各デバイスのシミュレーションモデル式とモデルパラメータの抽出誤差に依存している。許容シミュレーション誤差条件は、割合(何パーセント以内か)や絶対量で指定される。
【0069】
第6のデバイス特性データベースには、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは電流条件におけるデバイス特性値のシミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納される。
【0070】
第6のサイズ検討部は、入力された許容シミュレーション誤差条件と、第6のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値のシミュレーション誤差のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定し、設計可能なサイズの領域内からデバイスサイズの初期値をまず設定し、初期値サイズにおけるデバイス特性値を第1のデバイス特性データベースから抽出し、抽出したデバイス特性値が入力された設計仕様を満たすか否かを判断し、設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従って、設計可能なサイズの領域内からサイズ修正を繰り返すことで、デバイスサイズを自動計算して出力する。
【0071】
このように、第6の構成では、第1の構成には含まれていなかった許容シミュレーション誤差条件を追加指定して、デバイスサイズが自動決定される。
【0072】
第6の構成によれば、許容シミュレーション誤差条件があることに対応して、デバイスサイズを自動決定することができる。
【0073】
次に、本発明の第7の構成は、第7の仕様入力部と、第7のデバイス特性データベースと、第7のサイズ検討部とからなることを特徴とする。
【0074】
第7の仕様入力部には、半導体集積回路を構成するデバイスの、所定の電圧範囲における任意の電圧条件あるいは所定の電流範囲における任意の電流条件、所定の温度範囲における任意の温度条件、デバイス特性値の許容ばらつき量条件、デバイス特性値の許容ミスマッチ量条件、およびデバイス特性値の許容シミュレーション誤差条件のうちから選択される少なくとも1つ、所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される。
【0075】
第7のデバイス特性データベースには、所定の電圧範囲における任意の電圧条件あるいは所定の電流範囲における任意の電流条件、所定の温度範囲における任意の温度条件、許容ばらつき量条件、許容ミスマッチ量条件、および許容シミュレーション誤差条件のうちから選択された条件にそれぞれ対応する、所定の温度条件におけるデバイス特性値の電圧依存性データあるいは電流依存性データ、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値の温度依存性データ、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値の、ばらつき量のサイズ依存性データ、ミスマッチ量のサイズ依存性データ、およびシミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納されるとともに、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている。
【0076】
第7のサイズ検討部は、許容ばらつき量条件、許容ミスマッチ量条件、および許容シミュレーション誤差条件のうちから選択される少なくとも1つの条件が入力された場合、その入力された条件と、第7のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値の、対応する、ばらつき量、ミスマッチ量、およびシミュレーション誤差のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定し、設計可能なサイズの領域内からデバイスサイズの初期値をまず設定し、初期値サイズにおけるデバイス特性値を第7のデバイス特性データベースから抽出し、抽出したデバイス特性値が入力された設計仕様を満たすか否かを判断し、設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従って、設計可能なサイズの領域内からサイズ修正を繰り返すことで、デバイスサイズを自動計算して出力する。
【0077】
第7の構成によれば、前記第1から第6の構成にそれぞれ含まれる複数の条件に対応して効率的に一括処理を行い、多種類の設計仕様条件を満たすデバイスサイズを自動決定することができる。
【0078】
次に、本発明の第8の構成において、第1から第7のデバイス特性データベースには、複数の異なる材料からなる同じ種類のデバイスのそれぞれの材料に対応したデータが格納され、第1から第7のサイズ検討部は、異なる材料に対応した複数のデバイスサイズを決定し、複数のデバイスサイズをそれぞれ比較して、所定の判断基準で、設計仕様を満たす最適な材料を決定することを特徴とする。
【0079】
第8の構成によれば、同じ種類のデバイスに材料の選択ができる場合に、設計仕様条件を満たすデバイスの最適な材料と最適なサイズを自動決定することができる。
【0080】
さらに、本発明の第9の構成において、第1から第8の構成に含まれるデバイス特性データベースには、デバイス特性値のサイズ依存性、電圧あるいは電流依存性、温度依存性に関するモデル式の形態でデータが格納されることを特徴とする。
【0081】
第9の構成によれば、デバイス特性データベースに格納するデータを、テーブルマップ形式ではなく、モデル式の形式とすることで、格納すべきデータ量を低減し、かつ、複数の検討項目を同時に実行することが容易になる。
【0082】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【0083】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態として、抵抗素子の特性にサイズ依存性があることに対応して、指定した仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現するデバイスサイズ自動決定処理部113の構成および処理の流れを示すモデル図である。
【0084】
図1において、設計仕様101は、設計したい抵抗素子の仕様である。本実施形態における仕様としては、次の2種類がある。
【0085】
・所望する抵抗値
・レイアウト上の制約
レイアウト上の制約としては、次の2種類が挙げられる。
【0086】
・面積を最小にする
・抵抗素子の線幅Wと線長Lの最大最小条件
デバイスサイズ自動決定処理部113は、抵抗仕様101が入力される仕様入力部102(第1の仕様入力部)と、抵抗値のサイズ依存性データが格納されたデバイス特性データベース(抵抗サイズ依存性データベース)109(第1のデバイス特性データベース)と、サイズ検討部112(第1のサイズ検討部)とで構成される。
【0087】
仕様入力部102からの抵抗仕様101は、サイズ検討部112内のレイアウト制約解釈部103に入力され、そこでサイズの初期値104と演算条件105が設定される。初期値104は、線幅Wと線長Lの初期値であり、設計仕様101の内容により決まる。演算条件105は、線幅Wと線長Lの許容範囲であり、これも抵抗仕様101の内容によって決まる。
【0088】
線幅Wと線長Lの初期値104での抵抗値は、抵抗値計算部106で計算される。抵抗値計算部106は、抵抗サイズ依存性データベース109と連動している。現在の線幅Wと線長Lでのサイズ案が、抵抗値計算部106から抵抗サイズ依存性データベース109に出力され、抵抗サイズ依存性データベース109では、入力されたWとLにおける抵抗値を計算し、その計算結果を抵抗値計算部106に出力する。
【0089】
抵抗値の計算結果は直ちに、判定部107で、設計仕様101を満たすか否かが判断される。この判断方法は、抵抗値の計算結果と設計仕様101内の目標抵抗値との差を計算し、その差が所定の範囲内ならばOK、範囲外ならばNOとする。OKであれば、WとLの値をサイズとして出力して、デバイスサイズの自動決定処理が終了する。
【0090】
一般的には、初期値104でのWとLで、抵抗仕様101を満たすことは稀である。判定部107でNOとなった場合は、サイズ修正部108でW、Lの値を所定の演算方式に従って修正する。この演算方式は、演算条件105の内容によって変わる。
【0091】
修正されたサイズは再び、抵抗値計算部106に戻される。抵抗値計算部106→判定部107→サイズ修正部108→抵抗値計算部106のループは、抵抗仕様101を満たすまで繰り返される。サイズ修正部108の内部処理で、抵抗仕様101を満たす抵抗を作成できないと判定された場合は、エラー出力111としてエラーメッセージが出力されて、デバイスサイズの自動決定処理が終了する。
【0092】
次に、レイアウト制約解釈部103、サイズ修正部108、および抵抗サイズ依存性データベース109について更に詳しく説明する。
【0093】
まず、レイアウト制約解釈部103について、図2を用いて説明する。図2は、図1のレイアウト制約解釈部103における処理内容を示す図である。
【0094】
図2において、レイアウト制約解釈部103では、まず、制約別分岐処理部120が、抵抗仕様101内にあるレイアウト上の制約の内容に応じて、3つに分岐された面積最小時処理部121、WL範囲制約時処理部124、および制約なし時処理部127のうち、対象となる処理部へと処理を進める。
【0095】
面積最小という制約の場合は、面積最小時処理部121へと処理が進み、そこから第1の初期値122として、W=最小値(デザインルールにおける)、L=デフォルト(デザインルール範囲内の所定の数値)が出力される。また、面積最小時処理部121から、第1の演算条件123として、W=最小値、Lはデザインルール範囲が出力される。デザインルールに上限がない場合は、ソフトウエアで所定の数値(チップサイズなどを目安にした数値)を設定しこれを上限とする。
【0096】
以降の説明において、デザインルールに上限がない場合は、同様の上限値設定を行い、サイズ自動決定処理内でのデザインルール上限とする。
【0097】
第1の初期値122と第1の演算条件123は、それぞれ、サイズ検討部112における初期値104と演算条件105として出力される。
【0098】
WとLの両方もしくはどちらか一方に、サイズの制約がある場合は、WL範囲制約時処理部124へと処理が進む。上下限のうち一方しか指定されていない場合は、指定されていないほうはデザインルールの値を上限あるいは下限とする。WL範囲制約時処理部124から、第2の初期値125として、W=W制約範囲内最小値(Wに制約がない場合はデフォルト)、L=L制約範囲内最小値(Wに制約がない場合はデフォルト)が出力される。なお、本実施形態では、第2の初期値125を制約範囲内最小値としているが、制約範囲内の値であればどの値でも差し支えない。また、WL範囲制約時処理部124から、第2の演算条件126として、Wは設定した制約範囲(Wに制約がない場合はデザインルール範囲)、Lは設定した制約範囲(Lに制約がない場合はデザインルール範囲)が出力される。
【0099】
第2の初期値125と第2の演算条件126は、それぞれ、サイズ検討部112における初期値104と演算条件105として出力される。
【0100】
WとLに設計仕様上の制約がない場合は、制約なし時処理部127へと処理が進む。制約なし時処理部127は、第3の初期値128として、W=デフォルト、L=デフォルトを出力し、また第3の演算条件129として、WとLはデザインルール範囲を出力する。第3の初期値128と第3の演算条件129は、それぞれ、サイズ検討部112における初期値104と演算条件105として出力される。
【0101】
次に、図1のサイズ修正部108について、図3を用いて説明する。図3は、図1のサイズ修正部108における処理内容を示す図である。
【0102】
図3において、サイズ修正部108では、まず、Lサイズ修正部130において、Lサイズ修正を行う。この修正方法は、判定部107で計算した、以下の式で表されるように、現在のW、Lにおける抵抗値と設計仕様との差の割合を使う。
【0103】
(差の割合)=(現在のW,Lにおける抵抗値)÷(仕様の抵抗値)
修正後Lとしては以下の計算を行い設定する。
【0104】
(修正後L)=(現在のL)÷(差の割合)
次に、Lサイズ判定部131で、修正後Lの値が演算条件105の範囲内であるかを確認する。Lサイズ判定部131は、範囲内ならばOKとして、修正後Lと変更なしのWを修正サイズ132として、図1の抵抗値計算部106に出力する。
【0105】
修正後Lの値が演算条件105の範囲外ならばNOとし、L演算範囲端設定部133へと処理が進み、上限を超えていた場合は、演算条件の上限値を修正後L2とする。逆に、下限を切っていた場合は演算条件の下限値を修正後L2とする。
【0106】
さらに、Wサイズ修正部134で、追加のW修正を行う。追加修正割合は以下の計算式により求められる。
【0107】
(追加修正割合)=(修正後L2)÷(修正後L)
修正後Wとしては以下の計算を行い設定する。
【0108】
(修正後W)=(現在W)×(追加修正割合)
次に、Wサイズ判定部135で、修正後Wの値が演算条件105の範囲内であるかを確認する。Wサイズ判定部135は、範囲内ならばOKとして、修正後L2と修正後Wを修正サイズ132として出力する。
【0109】
Wサイズ判定部135における判定で、範囲外ならNOとし、W演算範囲端設定部136へと処理が進み、上限を超えていた場合は、演算条件の上限値を修正後W2とする。逆に、下限を切っていた場合は、演算条件の下限値を修正後W2とする。
【0110】
次に、繰り返し判定部137において、前回から修正されているのかを判定する。すでに、前回の段階で上下限の値をとっている場合は、これ以上の修正はできない。WとLのうちどちらか一方でも値が変更されている場合は、OKとして、繰り返し判定部137は、修正後L2と修正後W2を修正サイズ132として出力する。一方、修正がされなかった場合は、NOとして、繰り返し判定部137は、エラー出力111として、仕様を満たす抵抗を実現できない旨のメッセージを出力する。
【0111】
修正サイズ132の値は、新たなサイズ候補として、図1の抵抗値計算部106に送られる。
【0112】
次に、図1の抵抗サイズ依存性データベース109について、図4を用いて説明する。図4は、抵抗サイズ依存性データベース109における所定のサイズ範囲のデータ配置を示す模式図である。
【0113】
抵抗サイズ依存性データベース109には、抵抗素子として設計することが許可されているあらゆるサイズの、所定の電圧条件における抵抗値R(W,L)のデータが抽出できる形式で格納されている。本実施形態では、単位がΩの抵抗値そのもののデータが格納されているが、単位シート数あたりの抵抗値であるシート抵抗Rsh(W,L)のデータで格納し、以下の計算で抵抗値を計算させる形式でも差し支えない。
【0114】
R(W,L)=Rsh(W,L)×L÷W
次に、これらのデータの格納形式について説明する。データはテーブルマップ形式で保持される。即ち、図4に示すように、所定のサイズ範囲を所定のステップで区切った各サイズ(図中の●で示したサイズ)におけるデータが格納される。
【0115】
データが直接格納されていないサイズのデータは、近接したサイズのデータに基づいて、内挿計算、あるいは外挿計算で求められる。
【0116】
図5は、内挿計算の例を示す模式図である。図5に示すように、W1<Wc<W2かつL1<Lc<L2である、抵抗線幅W=Wc、抵抗線長L=Lcでの抵抗値データの計算方法について説明する。なお、図5において、●はデータベース109に格納されているデータを表し、○はデータベース109に格納されていないデータを表す。
【0117】
抵抗サイズ依存性データベース109に格納されている、R(W1,L1)、R(W2,L1)、R(W1,L2)、R(W2,L2)の4つの近接サイズデータを利用する。
【0118】
第一段階では、R(Wc,L1)、R(Wc,L2)の2つの抵抗値を内挿計算する。
【0119】
第二段階で、R(Wc,L1)、R(Wc,L2)の2つから、目的のR(Wc,Lc)の抵抗値を内挿計算する。
【0120】
内挿計算式としては、図6に示す内挿計算式▲1▼の3つの式が使用される。
【0121】
なお、R(W1,Lc)、R(W2,Lc)の2つの抵抗値を内挿計算し、この2つから、目的のR(Wc,Lc)の抵抗値を内挿計算する方法でも差し支えない。この場合の計算式としては、図6に示す内挿計算式▲2▼の3つの式が使用される。
【0122】
以上で説明したデータ格納形式でデータベースを構築しておけば、任意のサイズにおける抵抗値を抽出することができる。
【0123】
なお、一部のサイズについては、外挿計算によって抵抗値を計算する形式にしても差し支えない。ただし、外挿計算は精度が悪くなるので望ましくなない、特に、小さなサイズでは外挿計算が必要ないように、デザインルール最小サイズまでのデータを格納しておくことが望ましい。大きなサイズ側では、特性変化率が一定となり外挿計算の精度が落ちないところまでのデータは必要である。また、この精度に関しては、他の実施形態で述べるが、シミュレーション精度のデータに反映させることでも対応は可能である。
【0124】
なお、外挿計算が必要な場合でも、データベースの構築前にデータベースにデータ格納作業をする人が事前に外挿計算データを作成しておいて、そのデータをデータベースに格納しておくと、データベース内には内挿計算式のみ登録しておけば良くなる。すなわち、図4において、L=Lbのデータが本来はない場合でも、L=Lbのデータを外挿計算で作成して登録しておけば良い。
【0125】
以上のように、本実施形態によれば、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定することができる。
【0126】
(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態として、抵抗素子の特性に電圧依存性があることに対応して、指定した電圧条件での仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現するデバイスサイズ自動決定処理部145の構成および処理の流れを示すモデル図である。
【0127】
本実施形態は、図1に示す第1の実施形態の構成および処理の流れとほぼ同じであり、異なるのは、抵抗仕様140と、仕様入力部141と、サイズ検討部144内の抵抗計算部142と、抵抗サイズ&電圧依存性データベース143の部分である。
【0128】
デバイスサイズ自動決定処理部145は、抵抗仕様140が入力される仕様入力部141(第2の仕様入力部)と、抵抗値のサイズ依存性データおよび電圧依存性データが格納されたデータベース(抵抗サイズ&電圧依存性データベース)143(第2のデバイス特性データベース)と、サイズ検討部144(第2のサイズ検討部)とで構成される。
【0129】
抵抗仕様140には次の3つがある。
【0130】
・所望する抵抗値
・レイアウト上の制約
・抵抗素子の端子間電圧条件V
レイアウト上の制約解釈部の103は、図1のそれと同じ役割を果たし、やはり、同じ内容の初期値104と演算条件105を出力する。
【0131】
抵抗値計算142では、WとL初期値あるいは修正された値と、抵抗仕様140に含まれていた電圧条件Vを抵抗サイズ&電圧依存性データベース143に入力し、抵抗サイズ&電圧依存性データベース143では、該当条件での抵抗値を計算して、抵抗値計算142に出力する。
【0132】
次に、抵抗サイズ&電圧依存性データベース143について詳しく説明する。このデータベース143には、抵抗素子として設計がすることが許可されているあらゆるサイズのあらゆる動作範囲内の電圧条件Vにおける抵抗値R(W,L,V)のデータが抽出できる形式で格納されている。なお、本実施形態では、単位がΩの抵抗値そのもののデータが格納されているが、単位シート数あたりの抵抗値であるシート抵抗Rsh(W,L,V)のデータを格納し、以下の計算で抵抗値を計算させる形式でも差し支えない。
【0133】
R(W,L,V)=Rsh(W,L,V)×L÷W
次に、これらのデータの格納形式について説明する。データはテーブルマップ形式で保持させる。即ち、どのようなサイズのデータを格納すべきかは、第1の実施形態において、図4を用いて説明したものと同じで良い。電圧条件Vについては、所定の電圧範囲を所定の電圧ステップで区切った点でデータを持つようにする。すなわち、図8で示すように、複数の電圧条件V1、V2、…、Vaに対してそれぞれサイズ依存性のデータが格納されているイメージである。
【0134】
W、L、Vの3つの条件は互いに独立である。3つあるいはそれ以上の独立な条件のテーブルマップデータベースから、必要なデータを内挿計算する方法を説明する。この説明では、汎用性を持たせるため、抵抗値R、条件W、L、Vではなく、任意の特性データAを決める条件がX、Y、Zの3つある場合について、図9を用いて説明する。なお、条件が4つ以上ある場合についても補足説明する。
【0135】
図9において、X1<Xc<X2(X=X1、X=X2はX=Xcの最近接条件でデータベースに格納されている条件)、Y1<Yc<Y2(Y=Y1、Y=Y2はY=Ycの最近接条件でデータベースに格納されている条件)、そしてZ1<Zc<Z2(Z=Z1、Z=Z2はZ=Zcの最近接条件でデータベースに格納されている条件)となるX=Xc、Y=Yc、Z=ZcにおけるデータA(Xc,Yc,Zc)を内挿計算する。
【0136】
最初に必要となるデータの組み合わせは2=8個である。そして、この8個のデータはすべて、データベースに格納されている。
【0137】
第一段階では、3条件のうち2つの条件を共通条件に固定し、残りの1つ条件に対して、中間内挿値を求める。2つの条件の固定方法は4通りあるので、4つの中間内挿値が作成される。X、Y、Zの中のどの2条件を固定するかは自由である。図9では、XとYが等しい組み合わせからZ条件に対してのZ=Zcでの中間内挿値(その1)を求める。図10にその内挿計算式を示す。A(Z1)はA(X1又はX2,Y1又はY2,Z1)を、A(Z2)はA(X1又はX2,Y1又はY2,Z2)を意味し、A(Z1)でX=X1ならA(Z2)でもX=X1、A(Z1)でX=X2ならA(Z2)でもX=X2となる。また、A(Z1)でY=Y1ならA(Z2)でもY=Y1、A(Z1)でY=Y2ならA(Z2)でもY=Y2となる。計算式の考え方は、図11に示すような、一次方程式による内挿である。グラフの傾きと、Zの変化量から内挿計算している。この後に何度も出てくる、複数条件のうち1つを除いた他の全ての条件が一致しているデータ間での内挿計算はこの計算方法で行なう。
【0138】
第二段階では、第一段階で計算し求めた4通りの中間内挿値(1つの条件は固定されている)から、さらに、どちらか一方の条件に対する中間内挿値を求める。この結果、さらに2つの中間内挿値ができる。図9では、XとZの条件を共通にした場合の(Z条件はすでにZ=Zcで固定)、Y1<Y<Y2にあるY=Ycでの中間内挿値(その2)を求める。
【0139】
これにより、Y=YcかつZ=Zcである2通りの中間内挿値が求められる。
【0140】
第三段階では、第二段階で計算し求めた2通りの中間内挿値(2つの条件はすでに固定されている)から、さらに、残った1つの条件に対する内挿値を求める。これが目的のデータA(Xc,Yc,Zc)となる。図9では、YとZの条件を共通にした場合の(すでにY=YcとZ=Zcで固定)、X1<X<X2にあるX=Xcでの内挿値を求める。
【0141】
以上により、3つの条件に対してテーブルマップ形式で格納したデータベースから必要なデータが内挿計算で求められる。
【0142】
また、この方法では、特性を決める条件がいくつあっても対応できる。条件が1種類のみ場合は、図9の第三段階で表されている部分のみを使えば良い。条件が2種類の場合は、図9の第二段階と第三段階で表されている部分を使えば良い。
逆に、条件が増える場合は、条件が1つ増えるごとに、データベースに格納されているデータから、内挿計算の第一段階で必要となるデータ数は2倍となる。また、内挿計算の段階数も1段階増加していくことになる。手順は同じで、条件を順番に選び、選択された条件の目的値における中間内挿値を計算する処理を繰り返していけば良い。
【0143】
本実施形態で説明しようとしている抵抗計算の場合は、特性を決める条件が抵抗線幅W、抵抗線長L、電圧条件Vの3つである。それぞれが今説明したX、Y、Zのどれにあてはめても差し支えない。すなわち、計算方法は1通りではない。
【0144】
なお、仕様として電圧条件を指定し、データベースに電圧依存性のデータを格納していたが、この代わりに、仕様として電流条件を指定し、データベースに電流依存性のデータを格納する方式としても差し支えない。
【0145】
なお、抵抗素子の構造によっては、デバイスの端子間電圧条件Vだけでなく、他の電圧条件でも特性が変わる場合がある。電圧条件が2つある場合は、条件が合計4種類ある場合として処理すれば、本実施形態で説明した方法でデータを得ることが可能である。
【0146】
電圧条件の数が増加する場合は、抵抗仕様140自体が変わることを意味する。したがって、仕様入力部141も全ての条件数を合わせれば対応できる。また、抵抗計算部142はデータベースに入力する条件数を合わせれば対応できる。
【0147】
図7において、判定部107以降の説明してない部分は、第1の実施形態で説明したものと同じである。
【0148】
以上のように、本実施形態によれば、指定した電圧条件あるいは電流条件での仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定することができる。
【0149】
(第3の実施形態)
図12は、本発明の第3の実施形態において、抵抗素子の特性に温度依存性があることに対応して、指定した温度条件での仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現するデバイスサイズ自動決定処理部155の構成および処理の流れを示すモデル図である。
【0150】
本実施形態は、図7に示す第2の実施形態の構成および処理の流れとほぼ同じであり、異なるのは、抵抗仕様150と、仕様入力部151と、サイズ検討部154内の抵抗計算部152と、抵抗サイズ&温度依存性データベース153の部分である。
【0151】
デバイスサイズ自動決定処理部155は、抵抗仕様150が入力される仕様入力部151(第3の仕様入力部)と、抵抗値のサイズ依存性データおよび温度依存性データが格納されたデータベース(抵抗サイズ&温度依存性データベース)153(第3のデバイス特性データベース)と、サイズ検討部154(第3のサイズ検討部)とで構成される。
【0152】
抵抗仕様150には次の3つがある。
【0153】
・所望する抵抗値
・レイアウト上の制約
・抵抗素子の温度条件T
レイアウト上の制約解釈部の103は、図1のそれと同じ役割を果たし、やはり、同じ内容の初期値104と演算条件105を出力する。
【0154】
抵抗値計算部152では、WとL初期値あるいは修正された値と、仕様に含まれていた温度条件Tを抵抗サイズ&温度依存性データベース153に入力し、抵抗サイズ&温度依存性データベース153では、該当条件での抵抗値を計算して、抵抗値計算部152に出力する。
【0155】
次に、抵抗サイズ&温度依存性データベース153について詳しく説明する。このデータベース153には、抵抗素子として設計がすることが許容されているあらゆるサイズのあらゆる動作範囲内の温度条件における抵抗値R(W,L,T)のデータが抽出できる形式で格納されている。本実施形態では、単位がΩの抵抗値そのもののデータが格納されているが、単位シート数あたりの抵抗値であるシート抵抗Rsh(W,L,T)のデータを格納し、以下の計算で抵抗値を計算させる形式でも差し支えない。
【0156】
R(W,L,T)=Rsh(W,L,T)×L÷W
次に、これらのデータの格納形式について説明する。データはテーブルマップ形式で保持させる。即ち、どのようなサイズのデータを格納すべきかは、第1の実施形態1で図4を用いて説明したものと同じで良い。温度条件については、所定の温度範囲を所定の温度ステップで区切った点でデータを持つようにする。すなわち、図13に示すように、複数の温度条件に対してそれぞれサイズ依存性のデータを格納しているイメージである。
【0157】
W、L、Tの3つの条件は互いに独立である。必要な条件におけるデータの内挿計算方法については、すでに第2の実施形態で、図9、図10、図11を用いて説明している通りである。
【0158】
図12において、判定部107以降の説明してない部分は、第1の実施形態で説明したものと同じである。
【0159】
以上のように、本実施形態によれば、指定した温度条件での仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定することができる。
【0160】
(第4の実施形態)
図14は、本発明の第4の実施形態として、抵抗素子の特性にばらつき量のサイズ依存性があることに対応して、指定した許容ばらつき量条件での仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現するデバイスサイズ自動決定処理部167の構成および処理の流れを示すモデル図である。
【0161】
本実施形態は、図1に示す第1の実施形態の構成および処理の流れとかなりの部分が共通であり、大きく異なるのは、初期値104と演算条件105に修正を加える処理を追加している点にある。この処理に関係するのは、ばらつきデータ解析部162と、それに連動する抵抗ばらつきサイズ依存性データベース165、修正初期値163、修正演算条件164である。
【0162】
その他に異なるのは、抵抗仕様160と、仕様入力部161である。
【0163】
デバイスサイズ自動決定処理部167は、抵抗仕様160が入力される仕様入力部161(第4の仕様入力部)と、抵抗サイズ依存性データベース109(第1のデバイス特性データベース)と、抵抗値のばらつき量のサイズ依存性データが格納されたデータベース(抵抗ばらつきサイズ依存性データベース)165(第4のデバイス特性データベース)と、サイズ検討部166(第4のサイズ検討部)とで構成される。
【0164】
抵抗仕様160には次の3つがある。
【0165】
・所望する抵抗値
・レイアウト上の制約
・許容ばらつき量条件D
許容ばらつき量条件Dの単位としては割合(パーセント)がこの場合には適切である。
【0166】
レイアウト上の制約解釈部の103は、図1のそれと同じ役割を果たし、やはり、同じ内容の初期値104と演算条件105を出力する。
【0167】
次に、ばらつきデータ解析部162では、抵抗仕様160として入力された許容ばらつき量条件Dと、抵抗ばらつきサイズ依存性データベース165に格納されている抵抗値のばらつき量のサイズ依存性データとに基づいて、その許容量を満たす抵抗素子のサイズ条件を求める。この条件が許容ばらつき量条件Dから得られた演算条件であり、サイズごとのばらつき量のサイズ依存性データと許容ばらつき量条件Dとを比較して得ることができる。
【0168】
図15は、ばらつき量のサイズ依存性を示す図であり、ばらつき量Dが一定の範囲内であるのはどのサイズ領域であるかを表している。W×Lが小さいときは、ばらつき量が大きくD1%以内(領域A1)のばらつき量しか実現できない。これよりも少しサイズが大きければ、D1よりは小さいD2%以内(領域A2)のばらつき量を実現できる。そして、さらにサイズが大きい領域では、D3%以内(領域A3)、D4%以内(領域A4)とばらつき量は小さくなる。このデータが、抵抗ばらつきサイズ依存性データベース165に格納されている。図15では、ばらつき量を4段階で分けているが、分け方は何段階でも差し支えなくかつ、各段階間のステップ幅もいくつにしても差し支えない。また、ばらつき量を表す単位をパーセントとしているが、ばらつき量の指標となり得る単位なら何でも差し支えない。しかし、入力された許容ばらつき量の単位と同じにするか、変換することができるものを選ぶ必要がある。
【0169】
ばらつきデータ解析部162ではさらに、レイアウト上の制約から得た演算条件105と、ばらつきデータ解析部162で新たに得た、許容ばらつき量条件から得た演算条件162’の2つから、演算条件の修正を行なう。図16に示すように、レイアウト上の制約から得た演算条件105と、許容ばらつき量条件から得た演算条件162’とを同時に満たす領域を、修正演算条件164として出力する。
【0170】
ただし、両演算条件が完全に一致している場合は、演算条件105の条件を変更なしで、修正演算条件164として出力する。
【0171】
また、両演算条件を同時に満たす領域が存在しない場合は、仕様を満たす抵抗は実現できないという旨のエラーメッセージをエラー出力111として出力して、デバイスサイズの自動決定処理は直ちに終了する。
【0172】
また、図16に示すように、初期値104が修正演算条件164外となる場合は、修正演算条件内のサイズに初期値を修正して、その結果を修正初期値163として出力する。初期値104がすでに修正演算条件164内の場合は変更の必要がないので、その初期値104はそのまま修正初期値163として出力される。
【0173】
抵抗値計算部106以降は、サイズ修正部108で使われる演算条件が、演算条件105から、修正演算条件164に変わること以外は、第1の実施形態と同じである。
【0174】
以上のように、本実施形態によれば、許容ばらつき量条件を反映した上での、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定することができる。
【0175】
(第5の実施形態)
図17は、本発明の第5の実施形態として、抵抗素子の特性にミスマッチ量のサイズ依存性があることに対応して、指定した許容ミスマッチ量条件での仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現するデバイスサイズ自動決定処理部175の構成および処理の流れを示すモデル図である。
【0176】
本実施形態は、図14に示す第4の実施形態の構成および処理の流れとほぼ同じあり、異なるのは、抵抗仕様170と、仕様入力部171と、サイズ検討部174内のミスマッチデータ解析部172と、ミスマッチデータ解析部172に連動する抵抗ミスマッチサイズ依存性データベース173の部分である。
【0177】
デバイスサイズ自動決定処理部175は、抵抗仕様170が入力される仕様入力部171(第5の仕様入力部)と、抵抗サイズ依存性データベース109(第1のデバイス特性データベース)と、抵抗値のミスマッチ量のサイズ依存性データが格納されたデータベース(抵抗ミスマッチサイズ依存性データベース)173(第5のデバイス特性データベース)と、サイズ検討部(第5のサイズ検討部)とで構成される。
【0178】
抵抗仕様170には次の3つがある。
【0179】
・所望する抵抗値
・レイアウト上の制約
・許容ミスマッチ量条件MD
許容ミスマッチ量条件の単位としてはパーセントがこの場合には適切である。
【0180】
レイアウト上の制約解釈部の103は、第1の実施形態と同じ役割を果たし、やはり、同じ内容の初期値104と演算条件105を出力する。
【0181】
次に、ミスマッチデータ解析部172では、仕様として入力された許容ミスマッチ量条件MDと、抵抗ミスマッチサイズ依存性データベース173に格納されている抵抗値のミスマッチ量のサイズ依存性データとに基づいて、その許容量を満たす抵抗素子のサイズ条件を求める。この条件が許容ミスマッチ量条件MDから得た演算条件であり、これは、サイズごとのミスマッチ量のサイズ依存性データと許容ミスマッチ量条件とを比較して得ることができる。
【0182】
図18は、ミスマッチ量のサイズ依存性を示す図であり、ミスマッチ量は、図15に示したばらつき量の場合と同じようなサイズ依存性となる。図18では、サイズが大きくなるにつれてミスマッチ量DMが少なくなる(DM1>DM2>DM3)領域として、ミスマッチ量DM1%以内を満たす領域B1、ミスマッチ量DM2%以内を満たす領域B2、ミスマッチ量DM3%以内を満たす領域B3、ミスマッチ量DM4%以内を満たす領域B4の4段階で分けているが、分け方は何段階でも差し支えなくかつ、各段階間のステップ幅もいくつにしても差し支えない。ただし、ばらつき量よりもミスマッチ量のほうが小さな値となる。このデータが、抵抗ミスマッチサイズ依存性データベース173に格納されている。
【0183】
ミスマッチデータ解析部172ではさらに、第4の実施形態におけるばらつきデータ解析部162と同じく、レイアウト上の制約から得た演算条件105と、ミスマッチデータ解析部172で新たに得た、許容ミスマッチ量条件から得た演算条件の2つから、演算条件と初期値の修正を行ない、その結果を修正演算条件164と修正初期値163として出力する。
【0184】
また、両演算条件を同時に満たす領域が存在しない場合は、仕様を満たす抵抗は実現できないという旨のエラーメッセージをエラー出力111として出力して、デバイスサイズの自動決定処理は直ちに終了する。
【0185】
抵抗値計算部106以降は、第4の実施形態と同じである。
【0186】
以上のように、本実施形態によれば、許容ミスマッチ量条件を反映した上での、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定することができる。
【0187】
(第6の実施形態)
図19は、本発明の第6の実施形態として、抵抗素子の特性にシミュレーション誤差のサイズ依存性があることに対応して、指定した許容シミュレーション誤差条件での仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現するデバイスサイズ自動決定処理部185の構成および処理の流れを示すモデル図である。
【0188】
本実施形態は、図14に示す第4の実施形態および図17に示す第5の実施形態の構成および処理の流れとほぼ同じ構成であり、異なるのは、抵抗仕様180と、仕様入力部181と、サイズ検討部184内のシミュレーション誤差解析部182と、シミュレーション誤差解析部182に連動する抵抗シミュレーション誤差サイズ依存性データベース183の部分である。
【0189】
デバイスサイズ自動決定処理部185は、抵抗仕様180が入力される仕様入力部181(第6の仕様入力部)と、抵抗サイズ依存性データベース109(第1のデバイス特性データベース)と、抵抗値のシミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納されたデータベース(抵抗シミュレーション誤差サイズ依存性データベース)183(第6のデバイス特性データベース)と、サイズ検討部(第6のサイズ検討部)とで構成される。
【0190】
抵抗仕様180には次の3つがある。
【0191】
・所望する抵抗値
・レイアウト上の制約
・許容シミュレーション誤差条件E
許容シミュレーション誤差条件Eの単位としてはパーセントがこの場合には適切である。
【0192】
レイアウト上の制約解釈部の103は、第1の実施形態と同じ役割を果たし、やはり、同じ内容の初期値104と演算条件105を出力する。
【0193】
次に、シミュレーション誤差解析部182では、仕様として入力された許容シミュレーション誤差条件Eと、抵抗シミュレーション誤差サイズ依存性データベース183内に格納されている抵抗値のシミュレーション誤差のサイズ依存性データとに基づいて、その許容量を満たす抵抗素子のサイズ条件を求める。この条件が許容シミュレーション誤差条件から得た演算条件であり、これは、サイズごとのシミュレーション誤差のサイズ依存性データと許容シミュレーション誤差条件Eとを比較して得ることができる。
【0194】
図20は、シミュレーション誤差のサイズ依存性を示す図である。図20では、サイズに応じてシミュレーション誤差Eが異なる(E1>E2>E3)領域として、シミュレーション誤差E1%以内を満たす領域C1、シミュレーション誤差E2%以内を満たす領域C2、シミュレーション誤差E3%以内を満たす領域C3の3段階で分けているが、分け方は何段階でも差し支えなくかつ、各段階間のステップ幅もいくつにしても差し支えない。このデータが、抵抗シミュレーション誤差サイズ依存性データベース183に格納されている。
【0195】
シミュレーション誤差解析部182ではさらに、第4の実施形態におけるばらつきデータ解析部162と同じく、また、第5の実施形態におけるミスマッチデータ解析部172と同じく、レイアウト上の制約から得た演算条件と、シミュレーション誤差解析部182で新たに得た、許容シミュレーション誤差条件から得た演算条件の2つから、演算条件と初期値の修正を行ない、その結果を修正演算条件164と修正初期値163として出力する。
【0196】
また、両演算条件を同時に満たす領域が存在しない場合は、仕様を満たす抵抗は実現できないという旨のエラーメッセージをエラー出力111として出力して、デバイスサイズの自動決定処理は直ちに終了する。
【0197】
抵抗値計算部106以降は、第4の実施形態と同じである。
【0198】
以上のように、本実施形態によれば、許容シミュレーション誤差条件を反映した上での、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定することができる。
【0199】
(第7の実施形態)
第1から第6の実施形態では、それぞれ、抵抗値のサイズ依存性、電圧依存性、温度依存性、ばらつき量のサイズ依存性、ミスマッチ量のサイズ依存性、シミュレーション誤差のサイズ依存性を個別に考慮して、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定する処理について説明した。本発明の第7の実施形態では、上記の全てを同時に考慮して、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定する処理について説明する。
【0200】
図21は、本発明の第7の実施形態として、抵抗値のサイズ依存性、電圧依存性、温度依存性、ばらつき量のサイズ依存性、ミスマッチ量のサイズ依存性、およびシミュレーション誤差のサイズ依存性を考慮して、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現するデバイスサイズ自動決定処理部196の構成および処理の流れを示すモデル図である。
【0201】
デバイスサイズ自動決定処理部196は、抵抗仕様190が入力される仕様入力部191(第7の仕様入力部)と、抵抗素子のサイズ依存性データ、電圧依存性データ、温度依存性データ、ばらつき量のサイズ依存性データ、ミスマッチ量のサイズ依存性データ、およびシミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納されたデータベース(抵抗特性データベース)194(第7のデバイス特性データベース)と、サイズ検討部195(第7のサイズ検討部)とで構成される。
【0202】
抵抗仕様190には次の7種類がある。これらが仕様入力部191に入力される。
【0203】
・所望する抵抗値
・レイアウト上の制約
・抵抗素子の端子間電圧条件V(複数電圧の場合も含む)
あるいは、電流条件A(複数電流の場合も含む)
(電圧条件Vと電流条件Aの組み合わせた場合も含む)
・抵抗素子の温度条件T
・許容ばらつき量条件D
・許容ミスマッチ量条件MD
・許容シミュレーション誤差条件E
許容ばらつき量条件D、許容ミスマッチ量条件DM、許容シミュレーション誤差条件Eに特別な制約がない場合は、所定のデフォルト値が自動的に入力される。
【0204】
初期値&演算条件決定部192は、レイアウト上の制約、許容ばらつき量条件D、許容ミスマッチ量条件MD、許容シミュレーション誤差条件Eの4条件に基づいて、初期値104と演算条件105を出力する。それぞれの条件からは、図22に示すように、レイアウト上の制約から得た演算条件105’、許容ばらつき量条件Dから得た演算条件162’、許容ミスマッチ量条件MDから得た演算条件172’、許容シミュレーション誤差条件Eから得た演算条件182’が得られる。この4つの演算条件の考え方は、第1から第6の実施形態ですでに述べた通りである。演算条件を求めるのに必要な情報は、抵抗特性データベース194から得られる。初期値&演算条件決定部192は、4つの条件全てを満たす領域を最終演算条件105として決定し出力するとともに、この演算条件内の値を初期値104として決定し出力する。
【0205】
抵抗特性データベース194には、第1から第6の実施形態で説明した全てのデバイス情報、すなわち、図23に示すように、抵抗値のサイズ依存性データ、電圧(あるいは電流)依存性データ、温度依存性データ、ばらつき量のサイズ依存性データ、ミスマッチ量のサイズ依存性データ、シミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納されている。
【0206】
抵抗値計算部193では、初期値であるW,Lのサイズと、抵抗仕様190として入力された電圧条件、温度条件を抵抗特性データベース194に入力し、抵抗特性データベース194ではその条件での抵抗値を計算し、抵抗値計算部193に出力する。
【0207】
サイズ検討部195内の判定部107以降の処理は、第1から第6の実施形態と同じである。
【0208】
以上のように、本実施形態によれば、全て仕様を同時に考慮して、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子のサイズを自動決定することができる。
【0209】
なお、電圧条件V(複数の場合も含む)、温度条件T、許容ばらつき量条件D、許容ミスマッチ量条件DM、許容シミュレーション誤差条件Eのうちのどれかを処理しないような構成にしても差し支えない。検討に入れたい条件に合わせて仕様入力部191を変更し、さらに、許容ばらつき量条件D、許容ミスマッチ量条件DM、許容シミュレーション誤差条件Eのうちのどれかを無くす場合は、図22を用いて説明した重ね合わせる項目を減らし、そして、電圧条件V(複数の場合も含む)や温度条件Tを検討しない場合は、抵抗値計算部193の構成を変更する。また、抵抗特性データベース194から不要なデータを削除しても良くなる。
【0210】
(第8の実施形態)
第1から第7の実施形態では、1種類の材料からなる抵抗素子のサイズを自動決定する処理について述べた。本発明の第8の実施形態では、これらの抵抗素子の材料に複数の選択肢がある場合に、それらを比較した上で、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現する最適な材料とその抵抗素子のサイズを自動決定する処理について説明する。
【0211】
図24は、本発明の第8の実施形態として、材料の選択肢がAデバイスとBデバイスの2種類ある場合の、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現するデバイスサイズ自動決定処理部196の構成および処理の流れを示すモデル図である。本実施形態は、基本的には、第1から第7の実施形態で述べた処理を、AデバイスとBデバイスの2種類の材料に対して別々に実行し、その結果を比較して判断する処理を追加した構成をとる。
【0212】
抵抗仕様200により、所望する抵抗値とレイアウト上の制約(L、W範囲)、電圧条件V(複数の場合も含む)、温度条件T、許容ばらつき量条件D、許容ミスマッチ量条件DM、許容シミュレーション誤差条件Eが指定される。これらの仕様が、仕様入力部201に入力される。電圧条件V(複数の場合も含む)、温度条件T、許容ばらつき量条件D、許容ミスマッチ量条件DM、許容シミュレーション誤差条件Eに特別な制約がない場合は、所定のデフォルト値が自動的に入力される。
【0213】
次に、Aデバイス用サイズ自動決定処理部202とBデバイス用サイズ自動決定処理部202に分かれているが、両方とも、第7の実施形態において図21を用いて説明したサイズ検討部195と同じ機能を有し、異なるのは、参照するデータベースである。Aデバイス用サイズ自動決定処理部202では、Aデバイスデータベース203を参照し、Bデバイス用サイズ自動決定処理部205では、Bデバイスデータベース206を参照して処理を行う。
【0214】
Aデバイス用サイズ自動決定処理部202での処理により決定されたサイズは、結果出力A204として出力される。エラーの場合はエラーである旨が結果出力A204として出力される。
【0215】
Bデバイス用サイズ自動決定処理部205での処理により決定されたサイズは、結果出力B207として出力される。エラーの場合はエラーである旨が結果出力B207として出力される。
【0216】
次に、結果出力A204と結果出力B207とは、比較部208で比較される。両方ともエラーでない場合は、所定のルールに従って選択され、サイズ出力209として選択された材料とそのサイズが出力される。この選択ルールとしては、サイズが小さいほうを選択する、どちらでも実現できる場合はAデバイスを優先的に選択するなどがある。また、このユーザが選択できるようにしても差し支えない。
【0217】
結果出力A204と結果出力B207のうちどちらか一方がエラーとなっている場合は、エラーになっていないほうを選択し、サイズ出力209として選択した材料とそのサイズが出力される。
【0218】
結果出力A204と結果出力B207の両方がエラーとなっている場合は、エラー出力210としてエラーメッセージが出力される。
【0219】
以上のように、本実施形態によれば、抵抗素子の材料に複数の選択肢がある場合に、仕様通りの抵抗値を有する抵抗素子を実現する最適な材料とその抵抗素子のサイズを自動決定することができる。
【0220】
(第9の実施形態)
第1から第8の実施形態において、デバイス特性データベースに、テーブルマップ形式でデータを格納する例について説明した。本発明の第9の実施形態では、デバイス特性データを、数学関数を用いたモデル式で表記し、このモデル式の形式でデータベースに格納する方法について説明する。
【0221】
抵抗素子の抵抗値モデルを、デバイスのサイズと電圧条件と温度条件の関数R(W,L,V,T)で表記することで、比較的精度の高いモデルを構成することができる。図25は、かかるモデル式を用いた抵抗特性データベース194’の内容を示す模式図である。図25において、Ra、Rb、Rc、dW、dL、param_v1、param_v2、param_t1、param_t2はモデルパラメータである。R0(W,L)は、温度Tが常温Tnomで、電圧Vがゼロのときの抵抗値を意味する。Vfactは、電圧依存係数であり、電圧に対しての2次関数である。Tfactは、温度依存係数であり、温度に対しての2次関数である。
【0222】
このモデル式は例であり、他の形態をとっても差し支えない。バイアス条件が増えればそれに合わせて式を作れば良く。ここでは、サイズ、電圧(電流でも差し支えない)、温度の関数となっていることに意味がある。
【0223】
以上のように、本実施形態によれば、テーブルマップ方式の場合のような内挿計算は必要なく、データ量も大幅に削減できる。その反面、デバイスの測定データそのものと、モデル式間に差が生じるが、これはシミュレーション誤差のサイズ依存性データに反映すれば良い。なお、シミュレーション精度はモデル式の関数の形態とモデルパラメータの抽出精度に依存する。
【0224】
(第10の実施形態)
第1から第9の実施形態では、抵抗素子のサイズを自動決定する処理について述べた。しかし、これらの構成は、一部の処理を変更することで、容量素子にも適用できる。これを本発明の第10の実施形態として説明する。
【0225】
平行平板の部分を利用した容量素子では、通常、レイアウトの縦方向長と横方向長は特性に対しては差がないが、便宜上、縦方向長をL、横方向長をWと定義する。逆であっても差し支えない。
【0226】
容量素子のサイズを自動決定する処理全体については、図30を用いて後で説明するとして、まず、抵抗素子の場合とは大きく異なる点から説明する。
【0227】
抵抗素子と、容量素子のサイズ依存性における相違点は以下の点にある。
【0228】
抵抗素子の抵抗値:抵抗線長Lに対しておよそ比例
抵抗線幅Wに対してはおよそ反比例
容量素子の容量値:LとWの両方に対して比例
したがって、以下の2つのの処理は抵抗素子の場合とは異なる方法で行う必要がある。
【0229】
▲1▼レイアウト上の制約条件から初期値と演算条件を決定する処理
▲2▼サイズを修正する処理
レイアウト上の制約条件から初期値と演算条件を決定する場合、抵抗素子では、第1の実施形態において図2を用いて説明した。これに代わる容量素子用の処理内容は図26のようになる。
【0230】
まず、制約別分岐処理部221が、抵抗仕様101内にあるレイアウト上の制約の内容に応じて、3つに分岐された面積最小時処理部222、WL範囲制約時処理部225、および制約なし時処理部228のうち、対象となる処理部へと処理を進める。
【0231】
面積最小という制約の場合(W=Lとしたい場合もこれに該当する)は、面積最小時処理部222へと処理が進み、第1の初期値223として、W=デフォルト(デザインルール範囲内の所定の数値)、L=Wが出力され、第1の演算条件224として、W=L時専用範囲が出力される。これは、WとLの両方にこの同じ範囲を適用する。
【0232】
W=L時専用範囲の下限値としては、デザインルールにおけるWの下限値とLの下限値で大きいほうを用いる。また、W=L時専用範囲の上限値としては、デザインルールにおけるWの上限値とLの上限値のうち小さいほうを用いる。
【0233】
第1の初期値223と第1の演算条件224は、それぞれ、レイアウト上の制約から得た初期値232とレイアウト上の制約から得た演算条件233として出力される。
【0234】
WとLの両方もしくはどちらか一方に、サイズの制約がある場合は、WL範囲制約時処理部225へと処理が進む。上下限のうち一方しか指定されていない場合は、指定されていないほうはデザインルールの値を上限あるいは下限とする。WL範囲制約時処理部225からは、第2の初期値226として、W=W制約範囲内最小値(Wに制約がない場合はデフォルト)、L=L制約範囲内最小値(Wに制約がない場合はデフォルト)が出力される。本実施形態では、第2の初期値226としては制約範囲内最小値としているが、制約範囲内の値であればどの値でも差し支えない。また、WL範囲制約時処理部225から、第2の演算条件227として、Wは設定した制約範囲(Wに制約がない場合はデザインルール範囲)、Lは設定した制約範囲(Lに制約がない場合はデザインルール範囲)が出力される。
【0235】
第2の初期値226と第2の演算条件227は、それぞれ、レイアウト上の制約から得た初期値232とレイアウト上の制約から得た演算条件233として出力される。
【0236】
WとLに設計仕様上の制約がない場合は、制約なし時処理部228へと処理が進む。制約なし時処理部228は、第3の初期値229として、W=デフォルト、L=デフォルトを出力し、第3の演算条件230として、WとLはデザインルール範囲を出力する。第3の初期値229と第3の演算条件230は、それぞれ、レイアウト上の制約から得た初期値232とレイアウト上の制約から得た演算条件233として出力される。
【0237】
サイズを修正する場合、抵抗素子では、第1の実施形態において図3を用いて説明した。これに代わる容量素子の処理内容は図27のようになる。
【0238】
容量素子の場合は、レイアウト上の制約により2つのサイズ修正処理に分ける必要がある。そのため、始めに、演算方法分岐部235により、面積最小(W=Lとしたい場合もこれに該当する)という制約の場合は、W=L演算部236へと処理を進めるようにし、それ以外の場合は、W≠L演算部237へ処理を進めるようにする。
【0239】
次に、W=L演算部236でのサイズ修正処理について、図28を用いて説明する。まず、WLサイズ修正部240において、WとLの両方のサイズ修正を行う。修正方法は、図3の場合と同様に差の割合を使う。
【0240】
(差の割合)=(現在のW,Lにおける容量値)÷(仕様の容量値)
修正後W(あるいは修正後L)としては、以下の計算を行い設定する。図3の場合と異なるのは、差の割合の平方根を用いることである。差の割合をそのまま使っても良いが、修正回数が増えるので好ましくない。
【0241】
(修正後W)=(現在W)÷(差の割合の平方根)
(修正後L)=(修正後W)
次に、WLサイズ判定部241で、修正後Wと修正後Lの値が、図30に示す処理全体における演算条件264の範囲内であるかを確認する。範囲内ならばOKとして、修正後Wと修正後Lが図27内の修正サイズ238として出力される。
【0242】
一方、範囲外ならばNOとし、演算範囲端設定部242へと処理が進む。
【0243】
上限を超えていた場合は、演算条件の上限値を修正後W2とする。また、修正後L2=修正後W2とする。
【0244】
下限を切っていた場合は、演算条件の下限値を修正後W2とする。また、修正後L2=修正後W2とする。
【0245】
次に、繰り返し判定部243において、修正後W2が前回から修正されているのかを判定する。すでに、前回と同じ値をとっている場合は、これ以上の修正はできない。値が変更されている場合は、OKとして修正後W2と修正後L2が図27内の修正サイズ238として出力される。修正がされなかった場合は、図30のエラー出力270として、仕様を満たす抵抗を実現できない旨のメッセージが出力されて、全ての処理が終了する。図28についての説明は以上である。
【0246】
続いて、図27のW≠L演算部237でのサイズ修正処理について、図29を用いて説明する。まず、Lサイズ修正部250において、Lのサイズ修正を行う。修正方法は、図3の場合と同様に差の割合を使う。
【0247】
(差の割合)=(現在のW,Lにおける容量値)÷(仕様の容量値)
修正後Lとしては、以下の計算を行い設定する。W=L演算部236での処理の場合とは異なり、差の割合がそのまま用いられる。
【0248】
(修正後L)=(現在L)÷(差の割合)
次に、Lサイズ判定部251で、修正後Lの値が、図30の演算条件264の範囲内であるかを確認する。範囲内ならばOKとして、修正後Lが図27内の修正サイズ238として出力される。
【0249】
一方、範囲外ならばNOとし、L演算範囲端設定部252へと処理が進む。
【0250】
上限を超えていた場合は、演算条件の上限値を修正後L2とする。
【0251】
下限を切っていた場合は、演算条件の下限値を修正後L2とする。
【0252】
さらに、Wサイズ修正部253で、追加のW修正を行う。追加修正割合は以下の計算で求められる。
【0253】
(追加修正割合)=(修正後L2)÷(修正後L)
修正後Wとしては、以下の計算を行い設定する。図3の場合と異なるのは、掛け算ではなく割り算になっていることである。
【0254】
(修正後W)=(現在W)÷(追加修正割合)
次に、Wサイズ判定部254で、修正後Wの値が演算条件264の範囲内であるかを確認する。範囲内ならばOKとして、修正後L2と修正後Wが修正サイズ238として出力される。
【0255】
一方、範囲外ならばNOとし、W演算範囲端設定部255へと処理が進み、上限を超えていた場合は、演算条件の上限値を修正後W2とし、逆に、下限を切っていた場合は、演算条件の下限値を修正後W2とする。
【0256】
次に、繰り返し判定部243において、修正後L2と修正後W2のどちらか一方でも前回から修正されているのかを判定する。すでに、両方とも前回と同じ値をとっている場合は、これ以上の修正はできない。値が変更されている場合は、OKとして、修正後W2と修正後L2が修正サイズ238として出力される。修正がされなかった場合は、エラー出力270として、仕様を満たす抵抗を実現できない旨のメッセージが出力されて、全ての処理が終了する。図29についての説明は以上である。
【0257】
図27の修正サイズ238は、図30の容量値計算部265へと送られ、サイズ修正が終了する。
【0258】
図30は、容量素子のサイズを自動決定するデバイスサイズ自動決定処理部272の構成および処理の流れを示すモデル図である。基本的な考え方は抵抗素子の場合と同じである。仕様が抵抗仕様から容量仕様260となり、その内容で異なるのは、所望する抵抗値が容量値になることである。レイアウト上の制約、電圧条件、温度条件、許容ばらつき量条件、許容ミスマッチ量条件、許容シミュレーション誤差条件については、抵抗素子の時と同様に処理できる。
【0259】
デバイス特性データベースとしては、容量特性データベース266が用いられる。容量特性データベース266には、抵抗素子の抵抗値の場合のように、容量素子の容量値に関して、サイズ依存性データ、電圧依存性データ、温度依存性データ、ばらつき量のサイズ依存性データ、ミスマッチ量のサイズ依存性データ、シミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納されている。図31は、容量特性データベース266のデータ内容を示す模式図であり、サイズ依存性、電圧依存性、温度依存性に対しては容量値モデル式C(W,L,V,T)の形式でデータが格納されている。図31において、Ca、Cb、dW、dL(通常はdL=dW)、param_vc1、param_vc2、param_tc1、param_tc2はモデルパラメータである。C0(W,L)は、温度Tが常温Tnomで、電圧Vがゼロの場合の容量値を意味する。Vfactは、電圧依存係数であり、電圧に対しての2次関数である。Tfactは、温度依存係数であり、温度に対しての2次関数である。
【0260】
なお、この容量値モデル式は例であり、他の形態をとっても差し支えない。
【0261】
なお、モデル式を用いずにテーブルマップ形式のデータベースでも差し支えない。
【0262】
以上が容量特性データベース266についての説明である。
【0263】
図30に戻って、容量仕様260には次の7種類がある。これらが仕様入力部261に入力される。
【0264】
・所望する容量値
・レイアウト上の制約
・容量素子の端子間電圧条件V(複数電圧の場合も含む)
・容量素子の温度条件T
・許容ばらつき量条件D
・許容ミスマッチ量条件MD
・許容シミュレーション誤差条件E
許容ばらつき量条件D、許容ミスマッチ量条件DM、許容シミュレーション誤差条件Eに特別な制約がない場合は、所定のデフォルト値が自動的に入力される。
【0265】
次に、初期値&演算条件決定部262では、第7の実施形態において図22を用いて説明したのと同じ方法で、容量特性データベース266と連動して初期値263と演算条件264を決定する。レイアウト上の制約から得た演算条件は、すでに説明した図26の方法を用いる。
【0266】
次に、容量値計算部265では、容量特性データベース266と連動して、仕様にある電圧条件と温度条件における、指定されたサイズでの容量値が計算される。最初は、初期値263のサイズに対して、2回目以降は、サイズ修正部268から送られてくるサイズに対して、容量値が計算される。
【0267】
次に、判定部267では、容量値計算部265で計算された容量値と、仕様で満たしたい容量値との差を計算する。この差が所定の値内であればOKとし、そのサイズをサイズ出力269として出力して、処理が終了する。
【0268】
判定部267で、差が所定の値内でなければNOとし、サイズ修正部268へと処理が進む。サイズ修正部268でのサイズ修正処理については、すでに図27、図28、図29を使って説明済みである。修正されたサイズの値は、容量値計算部263へ送られる。
【0269】
以上のように、本実施形態によれば、仕様で指定した内容を満たす容量素子のサイズを自動決定することができる。
【0270】
(第11の実施形態)
第1から第9の実施形態では、抵抗素子のサイズを自動決定する処理について、また、第10の実施形態では、容量素子のサイズを自動決定する処理について述べた。しかし、これらの構成は、一部の処理を変更することで、ダイオード素子にも適用できる。
【0271】
ダイオード素子の電流値はPN接合部分の面積に比例する。便宜上、PN接合面の縦方向長をL、横方向長をWと定義する。(逆であっても差し支えない。)電流値がLとWの両方におよそ比例するという意味では、第10の実施形態で説明した容量素子と同じ傾向をもつ。したがって、図30に示す第10の実施形態とほとんど同じ構成および処理手順で、ダイオード素子のサイズを自動決定することができる。
【0272】
図32は、ダイオード素子のサイズを自動決定するデバイスサイズ自動決定処理部285の構成および処理の流れを示すモデル図である。本実施形態が、図30に示す第10の実施形態と異なるのは、ダイオード仕様280と、仕様入力部281と、サイズ検討部284内のダイオード特性計算部282と、ダイオード特性データベース283の部分である。
【0273】
ダイオード仕様280には次の7種類がある。これらが仕様入力部281に入力される。
【0274】
・所望する電流値、あるいは電圧値
・レイアウト上の制約
・ダイオード素子の端子間電圧条件V(複数電圧の場合も含む)
あるいは、電流条件A(複数電圧の場合も含む)
・ダイオード素子の温度条件T
・許容ばらつき量条件D
・許容ミスマッチ量条件MD
・許容シミュレーション誤差条件E
許容ばらつき量条件D、許容ミスマッチ量条件DM、許容シミュレーション誤差条件Eに特別な制約がない場合は、所定のデフォルト値が自動的に入力される。
【0275】
初期値&演算条件決定部262は、容量素子の場合のそれと同じであり、結果を同じく初期値263と演算条件264として出力する。
【0276】
次に、ダイオード特性値計算部282では、ダイオード特性データベース283と連動して、仕様にある電圧条件と温度条件における、指定されたサイズでのダイオード特性値を計算する。最初は、初期値263のサイズに対して、2回目以降は、サイズ修正部268から送られてくるサイズに対して、ダイオード特性値が計算される。
【0277】
デバイス特性データベースとして、ダイオード特性データベース283が用いられる。ダイオード特性データベース283には、ダイオード素子の電流値に関して、サイズ依存性データ、電圧依存性データ、温度依存性データ、ばらつき量のサイズ依存性データ、ミスマッチ量のサイズ依存性データ、シミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納されている。図33は、ダイオード特性データベース283のデータ内容を示す模式図であり、サイズ依存性データ、電圧依存性データに対してはダイオード電流モデル式Id(W,L,V)の形式でデータが格納されている。温度依存性データは、テーブルマップ方式で、複数の温度条件に対してのサイズ依存性データと電圧依存性データのモデル式が準備されている。すなわち、モデル式の形状は等しいが、モデルパラメータを温度ごとに変更している。
【0278】
ダイオード電流モデル式は、図33に示した通りであり、そのなかでIs、n、dW、dL(通常はdL=dW)はモデルパラメータである。qは電子の電荷、kはボルツマン定数である。
【0279】
なお、このモデル式は一般的な半導体物性の本にも書かれているような式であるが、他の形態をとっても差し支えない。
【0280】
なお、サイズ依存性データと電圧依存性データについても、モデル式を用いずにテーブルマップ形式のデータベースでも差し支えない。
【0281】
以上がダイオード特性データベース283についての説明である。
【0282】
図32において、ダイオード特性値計算部282以降の処理は、第9の実施形態と同じである。修正を繰り返して決定したサイズは、サイズ出力269として出力される。
【0283】
以上のように、本実施形態によれば、仕様で指定した内容を満たすダイオード素子のサイズを自動決定することができる。
【0284】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回路設計において、デバイス情報に基づいてデバイスサイズ決定を行う際の設計工数を削減し、かつ設計不良を削減するとともに、デバイス特性データベースのデータ量を削減したデバイスサイズの自動決定装置および方法を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による、抵抗素子のサイズ自動決定処理部113の構成および処理の流れを示すモデル図
【図2】図1のレイアウト制約解釈部103の構成および処理の流れを示す図
【図3】図1のサイズ修正部108の構成および処理の流れを示す図
【図4】図1の抵抗サイズ依存性データベース109における所定のサイズ範囲のデータ配置を示す模式図
【図5】図1の抵抗サイズ依存性データベース109から内挿計算で目的のデータを抽出する方法を説明するための模式図
【図6】図1の抵抗サイズ依存性データベース109から目的のデータを抽出する際の内挿計算式の例を示す図
【図7】本発明の第2の実施形態による、指定した電圧条件での抵抗素子のサイズ自動決定処理部145の構成および処理の流れを示すモデル図
【図8】図7の抵抗サイズ&バイアス依存性データベース143におけるデータ内容を示す模式図
【図9】図7の抵抗サイズ&バイアス依存性データベース143から目的のデータを抽出する際の内挿計算による各段階を示す図
【図10】図9で用いる線形内挿計算式の一般形を示す図
【図11】図9で用いる線形内挿計算の考え方の説明図
【図12】本発明の第3の実施形態による、指定した温度条件での抵抗素子のサイズ自動決定処理部155の構成および処理の流れを示すモデル図
【図13】図12の抵抗サイズ&温度依存性データベース153におけるデータ内容を示す模式図
【図14】本発明の第4の実施形態による、指定した許容ばらつき量条件での抵抗素子のサイズ自動決定処理部167の構成および処理の流れを示すモデル図
【図15】本発明の第4の実施形態で用いるばらつき量のサイズ依存性データを示す模式図
【図16】図14のばらつきデータ解析部162で行なう演算条件の修正処理を説明するための模式図
【図17】本発明の第5の実施形態による、指定した許容ミスマッチ量条件での抵抗素子のサイズ自動決定処理部175の構成および処理の流れを示すモデル図
【図18】本発明の第5の実施形態で用いるミスマッチ量のサイズ依存性データを示す模式図
【図19】本発明の第6の実施形態による、指定した許容シミュレーション誤差条件での抵抗素子のサイズ自動決定処理部185の構成および処理の流れを示すモデル図
【図20】本発明の第6の実施形態で用いるシミュレーション誤差のサイズ依存性データを示す模式図
【図21】本発明の第7の実施形態による、全ての仕様を同時に考慮した抵抗素子のサイズ自動決定処理部196の構成および処理の流れを示すモデル図
【図22】図21の初期値&演算条件決定部192で行う処理を説明するための模式図
【図23】図21の抵抗特性データベース194におけるデータ内容を示す模式図
【図24】本発明の第8の実施形態による、材料に複数の選択肢がある場合に抵抗素子の最適な材料とそのサイズを自動決定する処理部の構成および処理の流れを示すモデル図
【図25】本発明の第9の実施形態による、モデル式の形式で特性データを保存した場合の抵抗特性データベース194’におけるデータ内容を示す模式図
【図26】本発明の第10の実施形態による容量素子のサイズ自動決定処理部におけるレイアウト制約解釈部231の内部構成および処理の流れを示すモデル図
【図27】本発明の第10の実施形態による容量素子のサイズ自動決定処理部におけるサイズ修正部268の内部構成および処理の流れを示すモデル図
【図28】図27のサイズ修正部268におけるW=L演算部236の内部構成および処理の流れを示すモデル図
【図29】図27のサイズ修正部268におけるW≠L演算部237の内部構成および処理の流れを示すモデル図
【図30】本発明の第10の実施形態による容量素子のサイズ自動決定処理部272の構成および処理の流れを示すモデル図
【図31】図30の容量特性データベース266におけるデータ内容を示す模式図
【図32】本発明の第11の実施形態によるダイオード素子のサイズ自動決定処理部285の構成および処理の流れを示すモデル図
【図33】図32のダイオード特性データベース283におけるデータ内容を示す模式図
【図34】従来の、抵抗素子のサイズ自動決定処理部310の構成および処理の流れを示すモデル図
【図35】抵抗素子形状の例を示す図
【図36】高精度な設計のための追加検討処理部314の構成を示すモデル図
【図37】抵抗素子の線長Lに対する抵抗値Rのばらつき幅の関係を示す図
【図38】抵抗素子の線長Lに対する抵抗値Rのミスマッチ幅の関係を示す図
【図39】従来の、高精度設計のため複数の項目検討を実施するサイズ決定処理フロー(手動)
【符号の説明】
101 抵抗仕様(設計仕様)
102 仕様入力部(第1の仕様入力部)
103 レイアウト制約解釈部
104 初期値
105 演算条件
106 抵抗値計算部
107 判定部
108 サイズ修正部
109 抵抗サイズ依存性データベース(第1のデバイス特性データベース)
110 サイズ出力
111 エラー出力
112 サイズ検討部(第1のサイズ検討部)
113 サイズ自動決定処理部
120 制約別分岐処理部
121 面積最小時処理部
122 第1の初期値
123 第1の演算条件
124 WL範囲制約時処理部
125 第2の初期値
126 第2の演算条件
127 制約なし時処理部
128 第3の初期値
129 第3の演算条件
130 Lサイズ修正部
131 Lサイズ判定部
132 修正サイズ
133 L演算範囲端設定部
134 Wサイズ修正部
135 Wサイズ判定部
136 W演算範囲端設定部
137 繰り返し判定部
140 抵抗仕様(設計仕様)
141 仕様入力部(第2の仕様入力部)
142 抵抗値計算部
143 抵抗サイズ&バイアス依存性データベース(第2のデバイス特性データベース)
144 サイズ検討部(第2のサイズ検討部)
145 サイズ自動決定処理部
150 抵抗仕様(設計仕様)
151 仕様入力部(第3の仕様入力部)
152 抵抗値計算部
153 抵抗サイズ&温度依存性データベース(第3のデバイス特性データベース)
154 サイズ検討部(第3のサイズ検討部)
155 サイズ自動決定処理部
160 抵抗仕様(設計仕様)
161 仕様入力部(第4の仕様入力部)
162 ばらつきデータ解析部
163 修正初期値
164 修正演算条件
165 抵抗ばらつきサイズ依存性データベース(第4のデバイス特性データベース)
166 サイズ検討部(第4のサイズ検討部)
167 サイズ自動決定処理部
170 抵抗仕様(設計仕様)
171 仕様入力部(第5の仕様入力部)
172 ミスマッチデータ解析部
173 抵抗ミスマッチサイズ依存性データベース(第5のデバイス特性データベース)
174 サイズ検討部(第5のサイズ検討部)
175 サイズ自動決定処理部
180 抵抗仕様(設計仕様)
181 仕様入力部(第6の仕様入力部)
182 シミュレーション誤差解析部
183 抵抗シミュレーション誤差サイズ依存性データベース(第6のデバイス特性データベース)
184 サイズ検討部(第6のサイズ検討部)
185 サイズ自動決定処理部
190 抵抗仕様(設計仕様)
191 仕様入力部(第7の仕様入力部)
192 初期値&演算条件決定部
193 抵抗値計算部
194 抵抗特性データベース(第7のデバイス特性データベース)
194’ 抵抗特性データベース(モデル式の形式でのデバイス特性データベース)
195 サイズ検討部(第7のサイズ検討部)
196 サイズ自動決定処理部
200 抵抗仕様(設計仕様)
201 仕様入力部
202 Aデバイス用サイズ自動決定処理部
203 Aデバイスデータベース
204 結果出力A
205 Bデバイス用サイズ自動決定処理部
206 Bデバイスデータベース
207 結果出力B
208 比較部
209 サイズ出力
210 エラー出力
221 制約別分岐処理部
222 面積最小時処理部
223 第1の初期値
224 第1の演算条件
225 WL範囲制約時処理部
226 第2の初期値
227 第2の演算条件
228 制約なし時処理部
229 第3の初期値
230 第3の演算条件
231 レイアウト制約解釈部
232 レイアウト上の制約から得た初期値
233 レイアウト上の制約から得た演算条件
235 演算方法分岐部
236 W=L演算部
237 W≠L演算部
238 修正サイズ
240 サイズ修正部
241 サイズ判定部
242 演算範囲端設定部
243 繰り返し判定部
250 Lサイズ修正部
251 Lサイズ判定部
252 L演算範囲端設定部
253 Wサイズ修正部
254 Wサイズ判定部
255 W演算範囲端設定部
256 繰り返し判定部
260 容量仕様(設計仕様)
261 仕様入力部(第7の仕様入力部)
262 初期値&演算条件決定部
263 初期値
264 演算条件
265 容量値計算部
266 容量特性データベース(第7のデバイス特性データベース)
267 判定部
268 サイズ修正部
269 サイズ出力
270 エラー出力
271 サイズ検討部(第7のサイズ検討部)
272 サイズ自動決定処理部
280 ダイオード仕様(設計仕様)
281 仕様入力部(第7の仕様入力部)
282 ダイオード特性値計算部
283 ダイオード特性データベース(第7のデバイス特性データベース)
284 サイズ検討部(第7のサイズ検討部)
285 サイズ自動決定処理部
301 抵抗値検討部
302 設計デバイス仕様
303 仕様入力部
304 シート数検討部
305 第1のデバイス情報部
306 シート数仕様
307 サイズ検討部
308 デザインルール部
309 サイズ出力
310 従来のサイズ自動決定処理部
311 追加データ検討部
312 第2のデバイス情報部
313 修正サイズ出力
314 追加検討処理部
315 第一段階検討
316 第二段階検討
317 第三段階検討
318 最終段階検討
319 修正サイズ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for automatically determining a size of a device constituting a semiconductor integrated circuit, particularly a diode element, a resistance element, and a capacitance element that satisfy design specifications, and reducing design man-hours and design errors.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when determining the optimum size of a device constituting a semiconductor integrated circuit, a method of determining a device size based on a characteristic value to be realized and a characteristic value per unit size of the device has been adopted.
[0003]
For example, in an analog circuit design, a method may be employed in which characteristic values of an element such as a current value, a resistance value, and a capacitance value of the element are determined in advance, and an element size that satisfies the characteristic conditions is determined later. . At this time, although the approximation is very rough, in the case of a diode element, the size is determined based on the current value to be realized and the current value (constant value) per unit area of the PN junction surface. Here, in a broad sense, a device in which the base and the collector of a bipolar transistor having a junction structure of PNP or NPN are connected to a common terminal, and the PN junction of the base and the emitter is used for the same purpose as a diode. Defined as a diode element.
[0004]
In the case of a resistance element, the size is determined based on a resistance value to be realized and a sheet resistance value (constant value). In the case of a capacitance element, the size is determined based on the capacitance value to be realized and the capacitance value (constant value) per unit area.
[0005]
Since such a first-order approximate device size determination method is very simple, there is software for automatically creating a mask layout of a semiconductor circuit having this function.
[0006]
FIG. 34 shows a configuration example of a processing unit and a processing flow when a resistance of 1000Ω is designed by such mask layout automatic creation software.
[0007]
In FIG. 34, a resistance value examination unit 301 examines a resistance value to be realized in terms of circuit characteristics, and outputs a design device specification 302 of a resistance of 1000 ohms. Also, requests for minimizing the shape and area of the element are output as specifications.
[0008]
This specification is input to the specification input unit 303. At this time, if there is a restriction on the space where the resistance element can be installed, the shape of the resistor can also be input as a specification according to the installation space of the resistance value. As a shape that can be specified for the element, there is a shape such as a linear type or a bent type as shown in FIG. Also, in the case of a shape such as a bending die, it has a function of selecting the number of times of bending and a line interval like the bending die (1), the bending die (2), and the bending die (3).
[0009]
Next, the number-of-sheets examining unit 304 calculates the number of sheets of the resistor realizing the specification. At this time, the data of the sheet resistance value of the resistance element stored in the first device information unit 305 is used. In this example, it is assumed that data that the sheet resistance value becomes 100Ω is stored. As a result of this study, it is concluded that the sheet number specification 306 should be designed with a size such that the number of sheets becomes ten.
[0010]
There are countless combinations of the resistance line width W and the resistance line length L of the resistors that make the number of sheets 10 such as (W, L) = (2 μm, 20 μm), (1 μm, 10 μm), (0.5 μm, 5 μm). I do. Therefore, next, in the size examination unit 307, a size to be specifically adopted is examined based on a requested specification such as a desire to minimize the area. At this time, data such as a resistance line width W ≧ 0.5 μm in the design rules stored in the design rule unit 308 is required. As a result of this study, it is concluded that the size output 309 should be designed with (W, L) = (0.5 μm, 5 μm).
[0011]
The conventional automatic size determination processing 310 surrounded by a dotted line in FIG. 34 is a part related to the processing of the conventional mask layout automatic creation software.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, a device size is determined by treating characteristic values per unit size of a device, such as a current value per unit area, a sheet resistance value, and a capacitance value per unit area, as constant values. On the other hand, in an actual device, these values are not necessarily constant values, and the conventional method is insufficient for performing a more accurate design.
[0013]
Therefore, it is necessary to determine the size with high accuracy corresponding to the fact that the current value, the sheet resistance value, and the capacitance value per unit area are variable values having size dependence.
[0014]
For example, in the case of a resistive element, as the device size becomes smaller, the effects of parasitic effects and shape effects in which the device is actually manufactured cannot be ignored. Therefore, the relationship of the following formula (1), which is a conventional calculation method, does not hold.
[0015]
Resistance value = sheet resistance value (fixed value) x number of sheets ... (1)
Therefore, as one method for accurately estimating, there is a method of the following equation (2) using an effective sheet resistance value in which the sheet resistance value has size dependency.
[0016]
Resistance value = Effective sheet resistance value (variable value) x number of sheets ... (2)
In this method, a parasitic effect and an influence of a shape effect are included in the effective sheet resistance value (variable value).
[0017]
As another method, there is a method of the following equation (3) in which the effective sheet number in which the shape effect is reflected in the sheet number and the parasitic resistance is further corrected.
[0018]
Resistance value = sheet resistance value (fixed value) x number of effective sheets + parasitic resistance ... (3)
In this method, the sheet resistance value (fixed value) represents a value at a size such that the effects of parasitic effects and shape effects can be ignored. The effective number of sheets reflects the actual dimensions, and the parasitic resistance estimates and uses the actual value itself.
[0019]
In determining the size of the resistance element, in order to further increase the accuracy of the value obtained as the size output 309 in FIG. 34, an additional consideration processing unit 314 as shown in FIG. 36 is necessary. This is in the form of equation (2) above.
[0020]
In the additional data examination unit 311, examination is performed based on data on the size dependence of the effective number of sheets stored in the second device information unit 312. As an example, it is assumed that data that the effective sheet resistance value is 110Ω when W = 0.5 μm is stored. As a result of this study, it is concluded that the modified size output 313 should be designed with (W, L) = (0.5 μm, 4.54 μm).
[0021]
The conventional additional examination process 314 surrounded by a dotted line in FIG. 36 is an indispensable part for highly accurate device sizing, but it is necessary to manually execute this for each device individually. Therefore, many design man-hours are required.
[0022]
There are many other items that require additional investigation in determining the device size with high accuracy, and there are many issues. The following summarizes these issues.
[0023]
The first problem is that it is necessary to consider the size dependence of device characteristics. However, in the conventional example, many design man-hours were required in order to accurately judge and design each device.
[0024]
The second problem is that the device characteristics often change depending on the voltage condition and the current condition, and it is necessary to consider the voltage dependency and the current dependency. However, in the conventional example, many design man-hours were required in order to accurately judge and design each device.
[0025]
A third problem is that device characteristics often change depending on temperature conditions during operation, and it is necessary to consider temperature dependence. However, in the conventional example, many design man-hours were required in order to accurately judge and design each device.
[0026]
The fourth problem is that a semiconductor device designed with the same size has characteristic variations due to process variations at the time of manufacturing, and the amount of the variation depends on the size of the device. Is necessary. Since the characteristic variation has a great effect on the circuit operation, it is very important to consider how much the characteristic variation is allowed in circuit design. FIG. 37 shows an example of the relationship between the center characteristic and the characteristic variation of the resistance value of the resistance element. The horizontal axis is the resistance line length L, and the vertical axis is the resistance value R. This example shows that the smaller the resistance line length L, the larger the characteristic variation width. In the conventional example, many design man-hours are required to accurately determine and design a device size that satisfies a process variation value allowable in design specifications.
[0027]
A fifth problem is that when designing an analog circuit or the like, there is a characteristic difference (hereinafter referred to as a characteristic mismatch) between devices of the same size that are arranged close to each other in the expectation that the characteristics will be the same, and the amount of mismatch Since there is a device size dependency, it is necessary to consider this characteristic mismatch at the time of design. The characteristic mismatch is a kind of the characteristic variation described in the fourth problem. However, while the characteristic variation targets an element of the same size everywhere, the characteristic mismatch is arranged close to minimize the variation. Target devices. Since the characteristic mismatch has a significant effect on the circuit characteristics even if the difference is small, only the devices that want to have the same characteristics as much as possible, so how much characteristic mismatch can be tolerated in circuit design? It is very important to consider. FIG. 38 shows an example of the relationship between the center characteristic of the resistance value, the characteristic variation, and the characteristic mismatch. The characteristic mismatch width is smaller than the characteristic variation width. As the resistance line length L decreases, the characteristic mismatch width increases. In the conventional example, many design man-hours were required in order to accurately determine and design a device size that satisfies the value of the characteristic mismatch allowable in the design specification.
[0028]
A sixth problem is that when simulating device characteristics using a circuit simulator, there is a simulation error, and the simulation error depends on the size of the device. That is. In order to simulate semiconductor device characteristics, modeling of device characteristics is performed. The simulation error is a difference between the actual measurement value and the simulation value of the device characteristic, and depends on the shape of the adopted model formula and the extraction accuracy of the model parameters. It is very important to consider how much simulation error is allowed in circuit design. In the conventional example, many design man-hours were required in order to accurately determine and design a device size that satisfies a simulation error allowable in design specifications.
[0029]
A seventh problem is that all or a plurality of the first to sixth problems must be satisfied at the same time. FIG. 39 shows an example of the execution flow. After the first-stage examination 315, the second-stage examination 316, and the third-stage examination 317, and after the final-stage examination 318 is completed, examination and size correction are performed in order for necessary issues, and the final size output 319 is finally output. Results are obtained. Thus, many design man-hours were required to process each study in order. In addition, by repeating the correction, it is possible that the items that have already been examined may not be satisfied. Therefore, it was necessary to repeat the processing repeatedly and many times, which required much more design man-hours, and was very inefficient.
[0030]
An eighth problem is that when selecting an optimum material from a plurality of device sizes corresponding to different materials, it is necessary to make a determination in consideration of the first to seventh problems. When a semiconductor element is manufactured, not only the size and layout shape but also the constituent material itself may be changed. In the case of a manufacturing process for a MOS transistor, there is an example in which a resistor has a portion having the same impurity distribution as a source or a drain, or uses polysilicon as a resistor. There is an example in which a capacitor is formed using a gate oxide film portion or two layers of polysilicon. Devices having different materials have different characteristics. In the conventional example, many design man-hours were required in order to accurately judge and design.
[0031]
The ninth problem is that the amount of device information used for examining the first to eighth problems is enormous. If device information is stored in the form of numerical data in a table map system, the amount of information becomes enormous. If the device information is stored as a graph, it is not suitable for automation.
[0032]
As described above, in order to determine a device size with high accuracy, it is necessary to consider a lot of device information. Here, in addition to the size dependence, voltage dependence, current dependence, and temperature dependence of the device characteristics, the size dependence of the characteristic variation, the size dependence of the characteristic mismatch, and the size dependence of the simulation error in a broad sense. Device information or device characteristics.
[0033]
In the conventional example, there is a problem that an extremely large number of design man-hours are required in order to consider a large amount of device information.
[0034]
Moreover, since the operation is complicated, there is a possibility that a design error may occur. There are cases where the designer mistakes the data or overlooks the data other than the data of interest. As a result, a design failure may occur. For example, it is conceivable that as a result of deciding the size only by paying attention to minimizing the area, overlooking the data that the characteristic variation of the decided size is very large, a design failure occurs.
[0035]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the number of design steps when designing a device based on device information and reduce design defects in circuit design, and to reduce the amount of data in a device characteristic database. It is an object of the present invention to provide a determination device and a method.
[0036]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, nine outlines of the present invention that solve the nine problems are listed below.
(1) Automating highly accurate device size determination in consideration of the fact that semiconductor device characteristics have size dependence.
(2) Automating highly accurate device sizing in consideration of the fact that the characteristics of a semiconductor device have voltage dependency or current dependency.
(3) Automating highly accurate device size determination in consideration of the fact that the characteristics of a semiconductor device have temperature dependence.
(4) Automating highly accurate device size determination in consideration of the fact that the characteristics of a semiconductor device have characteristic variations and the amount of the characteristic variation has size dependence.
(5) Automating device size determination with high accuracy in consideration of the fact that the characteristics of a semiconductor device have a characteristic mismatch and that the amount of the characteristic mismatch has size dependence.
(6) A device simulation model used for circuit simulation of the characteristics of a semiconductor device has a simulation error, and a highly accurate device size determination taking into account that the simulation error has size dependency is automated.
(7) A plurality of items described in (1) to (6) are automatically and simultaneously and efficiently executed.
(8) When there are a plurality of options for the material of the semiconductor device, the sizes of the respective materials are automatically determined, and the results are automatically compared to determine the optimum material and to determine the device size with high accuracy. Automate.
(9) As a method of storing data in the semiconductor device characteristic database used in the items described in (1) to (8) above, a model formula that approximates device characteristics is used.
[0037]
Specifically, it is configured by the following solution.
[0038]
A first configuration of the present invention is characterized by comprising a first specification input unit, a first device characteristic database, and a first size examination unit.
[0039]
The first specification input unit inputs design specifications relating to desired device characteristic values and layout restrictions of devices constituting the semiconductor integrated circuit. Various device characteristics such as a resistance value for a resistance element, a capacitance value for a capacitance element, and a current value under a predetermined voltage condition or a voltage value at a predetermined current value for a diode element are included in the device characteristic value. Is included. The restrictions on the layout include a restriction on a layout place and a request to minimize an area. When designating the restrictions on the layout location, the size range of the device's vertical length and horizontal length is specified.
[0040]
The first device characteristic database stores size dependence data of device characteristic values under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a current condition.
[0041]
The first size consideration unit first sets an initial value of the device size, extracts a device characteristic value at the initial size value from the first device characteristic database, and determines whether the extracted device characteristic value satisfies the input design specification. It is determined whether or not the device size does not satisfy the design specification. By repeatedly performing the size correction according to the set size correction rule, the device size is automatically calculated and output.
[0042]
According to the first configuration, the device size can be automatically determined in response to the device characteristic value having a size dependency.
[0043]
Next, a second configuration of the present invention is characterized by comprising a second specification input unit, a second device characteristic database, and a second size examination unit.
[0044]
The second specification input unit includes an arbitrary voltage condition in a predetermined voltage range or an arbitrary current condition in a predetermined current range of a device configuring the semiconductor integrated circuit, a device characteristic value desired under the condition, And design specifications relating to layout constraints. Here, the voltage condition or the current condition refers to a condition in which a desired device characteristic value is desired to be obtained in a state where a voltage is applied to the device or a state in which a current is flowing to the device. Or mean. Depending on the device, the condition of the applied voltage or the flowing current is not one type but may be two or more types. In the case where there are a plurality, a combination of voltage conditions and current conditions is specified.
[0045]
The second device characteristic database stores size-dependent data and voltage-dependent data, or size-dependent data and current-dependent data of device characteristic values under predetermined temperature conditions.
[0046]
The second size consideration unit first sets an initial value of the device size, extracts a device characteristic value of the initial value size under the specified voltage condition or current condition from the device characteristic database, and receives the extracted device characteristic value. It is determined whether or not the design specification is satisfied. If the design specification is not satisfied, the device size is automatically calculated and output by repeating the size correction according to the set size correction rule.
[0047]
As described above, in the first configuration, the voltage or current condition is only one predetermined condition, whereas in the second configuration, the voltage or current condition is arbitrary in a predetermined voltage range or in a predetermined current range. The device size is automatically determined by designating an arbitrary current condition.
[0048]
According to the second configuration, the device size can be automatically determined in response to the voltage dependence or the current dependence of the device characteristic value.
[0049]
Next, a third configuration of the present invention is characterized by comprising a third specification input unit, a third device characteristic database, and a third size examination unit.
[0050]
An arbitrary temperature condition in a predetermined temperature range, a desired device characteristic value under the temperature condition, and design specifications relating to layout restrictions are input to the third specification input unit. Here, the temperature condition means under what temperature condition the device wants to obtain a desired device characteristic value.
[0051]
The third device characteristic database stores size dependence data and temperature dependence data of device characteristic values under a predetermined voltage condition or a predetermined current condition.
[0052]
The third size examination unit first sets an initial value of the device size, extracts a device characteristic value of the initial value size under the designated temperature condition from the device characteristic database, and extracts a design specification to which the extracted device characteristic value is input. It is determined whether or not the size is satisfied. If the design specification is not satisfied, the device size is automatically calculated and output by repeating the size correction according to the set size correction rule.
[0053]
As described above, in the first configuration, the temperature condition is only one predetermined condition, whereas in the third configuration, an arbitrary temperature condition in a predetermined temperature range is designated and the device size is automatically set. It is determined.
[0054]
According to the third configuration, the device size can be automatically determined in response to the temperature dependence of the device characteristic value.
[0055]
Next, a fourth configuration of the present invention comprises a fourth specification input unit, the first device characteristic database, a fourth device characteristic database, and a fourth size examination unit. I do.
[0056]
The fourth specification input unit inputs design specifications relating to a desired device characteristic value of the device constituting the semiconductor integrated circuit, an allowable variation amount condition of the device characteristic value, and a layout constraint. Here, the allowable variation amount condition is a condition to what extent the variation amount of the device characteristic value can be tolerated. The allowable variation amount conditions include, for example, the allowable variation amount of a current value under a predetermined voltage condition for a diode element, the allowable variation amount of a voltage value under a predetermined current condition, and the resistance value of a resistance element. In the case of a capacitive element, the allowable variation of the capacitance value and the like are included. As the index, an index suitable for expressing the variation of the device characteristic value is selected by using the ratio of the allowable variation amount (within what percentage) or the absolute amount itself.
[0057]
The fourth device characteristic database stores size dependence data of the variation amount of the device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a current condition.
[0058]
The fourth size examination unit determines a designable size based on the input allowable variation amount condition and the size dependence data of the variation amount of the device characteristic value stored in the fourth device characteristic database. An area is set, an initial value of a device size is first set from an area of a designable size, a device characteristic value in the initial value size is extracted from the first device characteristic database, and the extracted device characteristic value is input. Judge whether the design specifications are satisfied or not. If the design specifications are not satisfied, the device size is automatically calculated and output by repeating the size correction from the area of the designable size according to the set size correction rule. .
[0059]
As described above, in the fourth configuration, the device size is automatically determined by additionally specifying the allowable variation amount condition of the device characteristic value that is not included in the first configuration.
[0060]
According to the fourth configuration, it is possible to automatically determine the device size in response to the condition of the allowable variation amount of the device characteristic value.
[0061]
Next, a fifth configuration of the present invention includes a fifth specification input unit, the first device characteristic database, a fifth device characteristic database, and a fifth size examination unit. I do.
[0062]
The fifth specification input section receives design specifications relating to a desired device characteristic value, an allowable mismatch amount condition of the device characteristic value, and a layout constraint of a device constituting the semiconductor integrated circuit. Here, the allowable mismatch amount condition of the device characteristic value is a kind of characteristic variation. In particular, to what extent the characteristic difference between two adjacent devices of the same size, which are expected to have the same characteristics, is allowable. It is a condition that can be done. Although this is a special case, it is an important index in terms of circuit characteristics, so it is necessary to define it separately from characteristic variations that assume all cases. The allowable mismatch amount condition includes, for example, an allowable mismatch amount of a current value under a predetermined voltage condition for a diode element, an allowable mismatch amount of a voltage value under a predetermined current condition, and a resistance value if a resistive element. This includes the allowable mismatch amount of the value and the allowable mismatch amount of the capacitance value in the case of a capacitive element. As the index, an index suitable for expressing the mismatch amount of the device characteristic value by using the ratio of the amount of mismatch (within what percentage) or the absolute amount itself is selected.
[0063]
The fifth device characteristic database stores size dependency data of the mismatch amount of the device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a current condition.
[0064]
The fifth size examining unit determines a designable size based on the input allowable mismatch amount condition and the size dependence data of the mismatch amount of the device characteristic value stored in the fifth device characteristic database. An area is set, an initial value of a device size is first set from an area of a designable size, a device characteristic value in the initial value size is extracted from the first device characteristic database, and the extracted device characteristic value is input. Judge whether the design specifications are satisfied or not. If the design specifications are not satisfied, the device size is automatically calculated and output by repeating the size correction from the area of the designable size according to the set size correction rule. .
[0065]
As described above, in the fifth configuration, the device size is automatically determined by additionally specifying the allowable mismatch amount condition of the device characteristic value that is not included in the first configuration.
[0066]
According to the fifth configuration, the device size can be automatically determined in response to the presence of the allowable mismatch amount condition of the device characteristic value.
[0067]
Next, a sixth configuration of the present invention includes a sixth specification input unit, the first device characteristic database, a sixth device characteristic database, and a sixth size study unit. I do.
[0068]
The sixth specification input unit inputs design specifications relating to a desired device characteristic value, an allowable simulation error condition of the device characteristic value, and a layout constraint of a device constituting the semiconductor integrated circuit. Here, the permissible simulation error condition is a condition to which degree an error when a device characteristic is simulated by a circuit simulator is permissible. The error depends on the simulation model equation of each device and the extraction error of the model parameters. The allowable simulation error condition is specified by a ratio (within what percentage) or an absolute amount.
[0069]
The sixth device characteristic database stores size dependence data of a simulation error of a device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a current condition.
[0070]
The sixth size examining unit determines a designable size based on the input allowable simulation error condition and the size dependence data of the simulation error of the device characteristic value stored in the sixth device characteristic database. An area is set, an initial value of a device size is first set from an area of a designable size, a device characteristic value in the initial value size is extracted from the first device characteristic database, and the extracted device characteristic value is input. Judge whether the design specifications are satisfied or not. If the design specifications are not satisfied, the device size is automatically calculated and output by repeating the size correction from the area of the designable size according to the set size correction rule. .
[0071]
As described above, in the sixth configuration, the device size is automatically determined by additionally designating an allowable simulation error condition not included in the first configuration.
[0072]
According to the sixth configuration, the device size can be automatically determined in response to the existence of the allowable simulation error condition.
[0073]
Next, a seventh configuration of the present invention is characterized by comprising a seventh specification input unit, a seventh device characteristic database, and a seventh size examination unit.
[0074]
The seventh specification input unit includes an arbitrary voltage condition in a predetermined voltage range or an arbitrary current condition in a predetermined current range, an arbitrary temperature condition in a predetermined temperature range, and a device characteristic of a device constituting the semiconductor integrated circuit. At least one selected from the permissible variation amount condition of the value, the permissible mismatch amount condition of the device characteristic value, and the permissible simulation error condition of the device characteristic value, a desired device characteristic value, and design specifications relating to layout constraints Is entered.
[0075]
The seventh device characteristic database includes an arbitrary voltage condition in a predetermined voltage range or an arbitrary current condition in a predetermined current range, an arbitrary temperature condition in a predetermined temperature range, an allowable variation amount condition, an allowable mismatch amount condition, and Voltage-dependent data or current-dependent data of a device characteristic value under a predetermined temperature condition, temperature of a device characteristic value under a predetermined voltage condition or a predetermined current condition corresponding to a condition selected from the allowable simulation error conditions, respectively. Stores dependence data, size dependence data of the variation amount, size dependence data of the mismatch amount, and size dependence data of the simulation error of the device characteristic value under the predetermined temperature condition, the predetermined voltage condition or the predetermined current condition. Specified temperature conditions and specified Size dependence data of the device characteristic values are stored in the voltage condition or a predetermined current condition.
[0076]
When at least one condition selected from the permissible variation amount condition, the permissible mismatch amount condition, and the permissible simulation error condition is input, the seventh size studying unit determines the input condition and the seventh device Based on the device characteristic value stored in the characteristic database and the corresponding variation amount, mismatch amount, and size dependence data of the simulation error, a designable size area is set, and the designable size First, an initial value of the device size is set from within the area, the device characteristic value at the initial value size is extracted from the seventh device characteristic database, and it is determined whether or not the extracted device characteristic value satisfies the input design specification. If it does not meet the design specifications, it must be within the designable size area according to the set size correction rules. By repeating the modification Luo size, and outputs the device size is automatically calculated.
[0077]
According to the seventh configuration, batch processing is efficiently performed in response to a plurality of conditions included in each of the first to sixth configurations, and a device size that satisfies various design specification conditions is automatically determined. Can be.
[0078]
Next, in the eighth configuration of the present invention, the first to seventh device characteristic databases store data corresponding to the respective materials of the same type of device made of a plurality of different materials, and 7 is characterized in that the size study unit 7 determines a plurality of device sizes corresponding to different materials, compares the plurality of device sizes with each other, and determines an optimum material satisfying the design specification based on a predetermined criterion. I do.
[0079]
According to the eighth configuration, when a material can be selected for a device of the same type, an optimal material and an optimal size of a device satisfying design specification conditions can be automatically determined.
[0080]
Further, in the ninth configuration of the present invention, the device characteristic database included in the first to eighth configurations includes a model expression relating to the size dependence, voltage or current dependence, and temperature dependence of the device characteristic value. The data is stored.
[0081]
According to the ninth configuration, the data to be stored in the device characteristic database is not in a table map format but in a model formula format, thereby reducing the amount of data to be stored and simultaneously executing a plurality of study items. It is easier to do.
[0082]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0083]
(1st Embodiment)
FIG. 1 shows a device size automatic determination processing unit for realizing a resistance element having a resistance value according to a specified specification according to a first embodiment of the present invention in response to the fact that the resistance element has size dependence. FIG. 3 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a processing unit 113.
[0084]
In FIG. 1, a design specification 101 is a specification of a resistance element to be designed. There are the following two types of specifications in the present embodiment.
[0085]
-Desired resistance value
・ Restrictions on layout
There are the following two types of layout restrictions.
[0086]
・ Minimize area
.Maximum and minimum conditions for the line width W and line length L of the resistive element
The device size automatic determination processing unit 113 includes a specification input unit 102 (first specification input unit) to which the resistance specification 101 is input, and a device characteristic database (resistance size dependence database) storing resistance value size dependence data. ) 109 (first device characteristic database) and a size examination unit 112 (first size examination unit).
[0087]
The resistance specification 101 from the specification input unit 102 is input to the layout constraint interpretation unit 103 in the size examination unit 112, where an initial value 104 of the size and an operation condition 105 are set. The initial value 104 is an initial value of the line width W and the line length L, and is determined by the contents of the design specification 101. The calculation condition 105 is an allowable range of the line width W and the line length L, which is also determined by the contents of the resistance specification 101.
[0088]
The resistance value at the initial value 104 of the line width W and the line length L is calculated by the resistance value calculation unit 106. The resistance value calculation unit 106 is linked with the resistance size dependency database 109. The current size proposal with the line width W and the line length L is output from the resistance value calculation unit 106 to the resistance size dependence database 109, and the resistance size dependence database 109 calculates the resistance value at the input W and L. Then, the calculation result is output to the resistance value calculation unit 106.
[0089]
The calculation result of the resistance value is immediately determined by the determination unit 107 as to whether or not the design specification 101 is satisfied. In this determination method, the difference between the calculation result of the resistance value and the target resistance value in the design specification 101 is calculated. If OK, the values of W and L are output as sizes, and the automatic device size determination processing ends.
[0090]
Generally, it is rare that the resistance specification 101 is satisfied by W and L at the initial value 104. If the determination unit 107 determines NO, the size correction unit 108 corrects the values of W and L according to a predetermined calculation method. This calculation method changes depending on the contents of the calculation condition 105.
[0091]
The corrected size is returned to the resistance value calculation unit 106 again. The loop of the resistance value calculation unit 106 → the determination unit 107 → the size correction unit 108 → the resistance value calculation unit 106 is repeated until the resistance specification 101 is satisfied. If it is determined in the internal processing of the size correction unit 108 that a resistor that satisfies the resistance specification 101 cannot be created, an error message is output as an error output 111, and the device size automatic determination process ends.
[0092]
Next, the layout constraint interpreting unit 103, the size correcting unit 108, and the resistance size dependency database 109 will be described in more detail.
[0093]
First, the layout constraint interpreting unit 103 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing processing contents in the layout constraint interpretation unit 103 of FIG.
[0094]
In FIG. 2, in the layout constraint interpreting unit 103, first, the constraint-based branch processing unit 120 performs an area minimum time processing unit 121 branched into three according to the contents of the layout constraint in the resistance specification 101. The processing proceeds to a target processing unit of the processing unit 124 when the WL range is restricted and the processing unit 127 when there is no restriction.
[0095]
In the case of the constraint that the area is minimum, the processing proceeds to the area minimum processing unit 121, and from there, as a first initial value 122, W = minimum value (in the design rule), L = default (a predetermined value within the design rule range) Is output. Further, the minimum processing unit 121 outputs W = minimum value and L represents a design rule range as the first calculation condition 123. If there is no upper limit in the design rule, a predetermined numerical value (a numerical value based on a chip size or the like) is set by software, and this is set as the upper limit.
[0096]
In the following description, when there is no upper limit in the design rule, a similar upper limit value is set, and the upper limit is set as the design rule upper limit in the automatic size determination processing.
[0097]
The first initial value 122 and the first calculation condition 123 are output as the initial value 104 and the calculation condition 105 in the size examination unit 112, respectively.
[0098]
If there is a size restriction on both or one of W and L, the process proceeds to the WL range constraint processing unit 124. If only one of the upper and lower limits is specified, the value of the design rule is set as the upper limit or lower limit for the unspecified one. From the WL range constraint processing unit 124, as the second initial value 125, W = the minimum value within the W constraint range (default if W is not restricted), L = the minimum value within the L constraint range (W is not restricted) If it is the default) is output. In the present embodiment, the second initial value 125 is set as the minimum value within the restriction range, but any value may be used as long as the value is within the restriction range. In addition, from the WL range constraint time processing unit 124, as the second operation condition 126, W is a set constraint range (a design rule range when W is not restricted), and L is a set constraint range (L is not restricted). In this case, the design rule range is output.
[0099]
The second initial value 125 and the second operation condition 126 are output as the initial value 104 and the operation condition 105 in the size examination unit 112, respectively.
[0100]
If there are no restrictions on the design specifications for W and L, the processing proceeds to the processing section 127 when there is no restriction. The unconstrained processing unit 127 outputs W = default and L = default as the third initial value 128, and outputs W and L as design rule ranges as the third operation condition 129. The third initial value 128 and the third operation condition 129 are output as the initial value 104 and the operation condition 105 in the size examination unit 112, respectively.
[0101]
Next, the size correcting unit 108 in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing processing contents in the size correction unit 108 in FIG.
[0102]
In FIG. 3, in the size correction unit 108, first, the L size correction unit 130 performs L size correction. This correction method uses the ratio of the difference between the current W and L resistance values and the design specifications as calculated by the following formula, calculated by the determination unit 107.
[0103]
(Ratio of difference) = (Current resistance value at W and L) / (Specified resistance value)
The following calculation is set as L after correction.
[0104]
(Modified L) = (Current L) ÷ (Ratio of difference)
Next, the L size determination unit 131 checks whether the value of the corrected L is within the range of the calculation condition 105. The L size determination unit 131 outputs OK to the resistance value calculation unit 106 shown in FIG.
[0105]
If the corrected L value is out of the range of the calculation condition 105, the determination is NO, and the process proceeds to the L calculation range end setting unit 133. If the corrected L value exceeds the upper limit, the upper limit value of the calculation condition is set as the corrected L2. Conversely, if the lower limit has been cut, the lower limit of the calculation condition is set to L2 after correction.
[0106]
Further, the W size correction unit 134 performs additional W correction. The additional correction ratio is calculated by the following formula.
[0107]
(Additional correction ratio) = (L2 after correction) / (L after correction)
The following calculation is set as W after correction.
[0108]
(After correction W) = (current W) x (additional correction ratio)
Next, the W size determination unit 135 checks whether the value of the corrected W is within the range of the calculation condition 105. The W size determination unit 135 outputs OK if it is within the range, and outputs the corrected L2 and the corrected W as the corrected size 132.
[0109]
If the determination by the W size determination unit 135 is out of the range, the determination is NO, and the process proceeds to the W calculation range end setting unit 136. If the upper limit is exceeded, the upper limit value of the calculation condition is set to W2 after correction. Conversely, if the lower limit has been cut, the lower limit value of the calculation condition is set to W2 after correction.
[0110]
Next, the repetition determination unit 137 determines whether the data has been corrected from the previous time. If you have already taken the upper and lower limits at the previous stage, you cannot make any further corrections. When the value has been changed in either one of W and L, the repetition determination unit 137 outputs “OK” and the corrected L2 and the corrected W2 as the corrected size 132. On the other hand, when the correction has not been made, the determination is NO, and the repetition determination unit 137 outputs, as the error output 111, a message indicating that the resistance satisfying the specification cannot be realized.
[0111]
The value of the modified size 132 is sent to the resistance value calculating unit 106 in FIG. 1 as a new size candidate.
[0112]
Next, the resistance size dependency database 109 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing a data arrangement in a predetermined size range in the resistance size dependency database 109.
[0113]
The resistance size dependence database 109 stores data of resistance values R (W, L) under predetermined voltage conditions of any size permitted to be designed as a resistance element. In the present embodiment, the data of the resistance value itself in Ω is stored, but the data of the sheet resistance Rsh (W, L), which is the resistance value per unit sheet, is stored, and the resistance value is calculated by the following calculation. May be calculated in the form of
[0114]
R (W, L) = Rsh (W, L) × L ÷ W
Next, the storage format of these data will be described. Data is stored in a table map format. That is, as shown in FIG. 4, data of each size (the size indicated by ● in the figure) obtained by dividing a predetermined size range by a predetermined step is stored.
[0115]
Data of a size for which data is not directly stored is obtained by interpolation or extrapolation based on data of a close size.
[0116]
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of the interpolation calculation. As shown in FIG. 5, a description will be given of a method of calculating resistance value data when W1 <Wc <W2 and L1 <Lc <L2, where the resistance line width W = Wc and the resistance line length L = Lc. In FIG. 5, ● represents data stored in the database 109, and を represents data not stored in the database 109.
[0117]
Four adjacent size data of R (W1, L1), R (W2, L1), R (W1, L2), and R (W2, L2) stored in the resistance size dependency database 109 are used.
[0118]
In the first stage, two resistance values R (Wc, L1) and R (Wc, L2) are interpolated.
[0119]
In the second stage, the resistance value of the target R (Wc, Lc) is interpolated from two of R (Wc, L1) and R (Wc, L2).
[0120]
As the interpolation calculation formula, three formulas of the interpolation calculation formula (1) shown in FIG. 6 are used.
[0121]
Note that a method of interpolating and calculating two resistance values of R (W1, Lc) and R (W2, Lc) and interpolating the resistance value of the target R (Wc, Lc) from these two values may be used. Absent. In this case, three formulas of the interpolation formula (2) shown in FIG. 6 are used.
[0122]
If a database is constructed in the data storage format described above, a resistance value at an arbitrary size can be extracted.
[0123]
For some sizes, the resistance value may be calculated by extrapolation. However, the extrapolation calculation is not desirable because the accuracy is deteriorated. In particular, it is desirable to store data up to the minimum design rule size so that the extrapolation calculation is not required for a small size. On the larger size side, data up to a point where the characteristic change rate is constant and the accuracy of the extrapolation calculation does not decrease is necessary. Although this accuracy will be described in other embodiments, it can be dealt with by reflecting it on simulation accuracy data.
[0124]
Even if extrapolation calculation is necessary, if the person who stores the data in the database creates the extrapolation calculation data in advance before building the database and stores the data in the database, It is only necessary to register only the interpolation formula inside. That is, in FIG. 4, even when data of L = Lb does not originally exist, data of L = Lb may be created and registered by extrapolation calculation.
[0125]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine the size of the resistance element having the resistance value as specified.
[0126]
(Second embodiment)
FIG. 7 shows a device size for realizing a resistance element having a specified resistance value under a specified voltage condition in response to the fact that the characteristics of the resistance element have voltage dependency as a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a model diagram illustrating a configuration and a processing flow of an automatic determination processing unit 145.
[0127]
This embodiment is substantially the same as the configuration and the processing flow of the first embodiment shown in FIG. 1 except for the resistance specification 140, the specification input unit 141, and the resistance calculation unit in the size examination unit 144. 142 and a resistance size & voltage dependency database 143.
[0128]
The device size automatic determination processing unit 145 includes a specification input unit 141 (second specification input unit) to which the resistance specification 140 is input, and a database (resistance size) in which size dependence data and voltage dependence data of resistance values are stored. & Voltage dependency database) 143 (second device characteristic database) and a size examination unit 144 (second size examination unit).
[0129]
There are the following three resistance specifications 140.
[0130]
-Desired resistance value
・ Restrictions on layout
・ Terminal voltage condition V of resistance element
The layout constraint interpreting unit 103 plays the same role as that of FIG. 1 and also outputs the same initial value 104 and operation condition 105.
[0131]
In the resistance value calculation 142, the W and L initial values or corrected values and the voltage condition V included in the resistance specification 140 are input to the resistance size & voltage dependence database 143, and the resistance size & voltage dependence database 143 is input. Then, the resistance value under the corresponding condition is calculated and output to the resistance value calculation 142.
[0132]
Next, the resistance size & voltage dependency database 143 will be described in detail. This database 143 is stored in a format in which data of the resistance value R (W, L, V) under the voltage condition V in any operation range of any size permitted to be designed as a resistance element can be extracted. I have. In the present embodiment, the data of the resistance value itself in units of Ω is stored, but the data of the sheet resistance Rsh (W, L, V), which is the resistance value per unit number of sheets, is stored. The form in which the resistance value is calculated by calculation may be used.
[0133]
R (W, L, V) = Rsh (W, L, V) × L ÷ W
Next, the storage format of these data will be described. Data is stored in a table map format. That is, what size data should be stored may be the same as that described with reference to FIG. 4 in the first embodiment. As for the voltage condition V, data is provided at points where a predetermined voltage range is divided by a predetermined voltage step. That is, as shown in FIG. 8, this is an image in which size-dependent data is stored for each of a plurality of voltage conditions V1, V2,..., Va.
[0134]
The three conditions of W, L and V are independent of each other. A method of interpolating necessary data from a table map database of three or more independent conditions will be described. In this description, referring to FIG. 9, a case where there are three conditions X, Y, and Z for determining arbitrary characteristic data A instead of the resistance value R and the conditions W, L, and V in order to provide versatility. explain. Note that a supplementary explanation will be given for a case where there are four or more conditions.
[0135]
In FIG. 9, X1 <Xc <X2 (X = X1, X = X2 is the closest condition of X = Xc and stored in the database), Y1 <Yc <Y2 (Y = Y1, Y = Y2 is Y X = Zc <Zc <Z2 (where Z = Z1, Z = Z2 is the condition stored in the database with the closest condition of Z = Zc) = Xc, Y = Yc, and Z = Zc. Data A (Xc, Yc, Zc) is interpolated.
[0136]
The first data combination required is 2 3 = 8. Then, all the eight data are stored in the database.
[0137]
In the first stage, two of the three conditions are fixed to a common condition, and an intermediate interpolated value is obtained for the remaining one condition. Since there are four ways to fix the two conditions, four intermediate interpolated values are created. Which of the two conditions among X, Y, and Z is fixed is free. In FIG. 9, an intermediate interpolated value (part 1) at Z = Zc with respect to the Z condition is obtained from a combination where X and Y are equal. FIG. 10 shows the interpolation formula. A (Z1) means A (X1 or X2, Y1 or Y2, Z1), A (Z2) means A (X1 or X2, Y1 or Y2, Z2), and if A (Z1) and X = X1, then A If (Z2), X = X1, and if X = X2 in A (Z1), then X = X2 even in A (Z2). If A = (Z1) and Y = Y1, then A = (Z2) and Y = Y1. If A (Z1) and Y = Y2, then Y = Y2 even if A (Z2). The idea of the calculation formula is interpolation by a linear equation as shown in FIG. The interpolation is calculated from the slope of the graph and the amount of change in Z. This calculation method is used to perform the interpolation calculation between the data that appears many times after that and all of the conditions other than one of the plurality of conditions match.
[0138]
In the second stage, from the four intermediate interpolation values calculated in the first stage (one condition is fixed), an intermediate interpolation value for one of the conditions is further obtained. This results in two more interpolated values. In FIG. 9, when the conditions of X and Z are common (the Z condition is already fixed at Z = Zc), an intermediate interpolation value (part 2) at Y = Yc where Y1 <Y <Y2 is obtained.
[0139]
As a result, two intermediate interpolation values where Y = Yc and Z = Zc are obtained.
[0140]
In the third stage, an interpolated value for the remaining one condition is further obtained from the two intermediate interpolated values calculated in the second stage (the two conditions are already fixed). This is the target data A (Xc, Yc, Zc). In FIG. 9, when the conditions of Y and Z are made common (already fixed at Y = Yc and Z = Zc), an interpolated value at X = Xc where X1 <X <X2 is obtained.
[0141]
As described above, necessary data is obtained by interpolation from the database stored in the table map format for the three conditions.
[0142]
Further, this method can cope with any number of conditions for determining the characteristics. If there is only one condition, only the part shown in the third stage of FIG. 9 may be used. When there are two types of conditions, the portions shown in the second and third stages in FIG. 9 may be used.
Conversely, when the number of conditions increases, the number of data required in the first stage of the interpolation calculation from the data stored in the database is doubled for each additional condition. In addition, the number of steps of the interpolation calculation increases by one step. The procedure is the same, and the condition may be selected in order, and the process of calculating the intermediate interpolation value at the target value of the selected condition may be repeated.
[0143]
In the case of the resistance calculation to be described in the present embodiment, three conditions for determining the characteristics are the resistance line width W, the resistance line length L, and the voltage condition V. Each can be applied to any of the X, Y, and Z just described. That is, there is not one calculation method.
[0144]
Although the voltage condition was specified as the specification and the voltage dependency data was stored in the database, the current condition could be specified as the specification and the current dependency data could be stored in the database instead. Absent.
[0145]
Note that depending on the structure of the resistance element, the characteristics may change not only under the voltage condition V between terminals of the device but also under other voltage conditions. If there are two voltage conditions, processing is performed assuming that there are a total of four conditions, and data can be obtained by the method described in the present embodiment.
[0146]
If the number of voltage conditions increases, it means that the resistance specification 140 itself changes. Therefore, the specification input unit 141 can also cope with all the condition numbers. In addition, the resistance calculation unit 142 can cope with the condition number input to the database.
[0147]
In FIG. 7, portions that are not described after the determination unit 107 are the same as those described in the first embodiment.
[0148]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine the size of the resistance element having the specified resistance under the specified voltage condition or current condition.
[0149]
(Third embodiment)
FIG. 12 shows a device size for realizing a resistance element having a resistance value as specified under a specified temperature condition in response to the fact that the characteristics of the resistance element have temperature dependence in the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a model diagram illustrating a configuration and a processing flow of an automatic determination processing unit 155.
[0150]
This embodiment is almost the same as the configuration and the processing flow of the second embodiment shown in FIG. 7 except for the resistance specification 150, the specification input unit 151, and the resistance calculation unit in the size examination unit 154. 152 and the resistance size & temperature dependency database 153.
[0151]
The device size automatic determination processing section 155 includes a specification input section 151 (third specification input section) to which the resistance specification 150 is input, and a database (resistance size) storing size dependence data and temperature dependence data of resistance values. & Temperature dependence database) 153 (third device characteristic database) and a size study unit 154 (third size study unit).
[0152]
There are the following three resistance specifications 150.
[0153]
-Desired resistance value
・ Restrictions on layout
・ Temperature condition T of resistance element
The layout constraint interpreting unit 103 plays the same role as that of FIG. 1 and also outputs the same initial value 104 and operation condition 105.
[0154]
The resistance value calculation unit 152 inputs the W and L initial values or the corrected values and the temperature condition T included in the specification to the resistance size & temperature dependency database 153. , And calculates the resistance value under the corresponding condition, and outputs the calculated resistance value to the resistance value calculation unit 152.
[0155]
Next, the resistance size & temperature dependency database 153 will be described in detail. This database 153 is stored in such a format that data of the resistance value R (W, L, T) can be extracted under temperature conditions in any operation range of any size permitted to be designed as a resistance element. . In the present embodiment, the data of the resistance value itself in Ω is stored, but the data of the sheet resistance Rsh (W, L, T), which is the resistance value per unit number of sheets, is stored and calculated by the following calculation. The form in which the resistance value is calculated may be used.
[0156]
R (W, L, T) = Rsh (W, L, T) × L ÷ W
Next, the storage format of these data will be described. Data is stored in a table map format. That is, what size data should be stored may be the same as that described in the first embodiment with reference to FIG. Regarding the temperature condition, data is provided at points where a predetermined temperature range is divided by a predetermined temperature step. That is, as shown in FIG. 13, this is an image in which size-dependent data is stored for each of a plurality of temperature conditions.
[0157]
The three conditions of W, L, and T are independent of each other. The data interpolation calculation method under necessary conditions is as described in the second embodiment with reference to FIGS. 9, 10, and 11. FIG.
[0158]
In FIG. 12, portions that are not described after the determination unit 107 are the same as those described in the first embodiment.
[0159]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine the size of the resistance element having the specified resistance under the specified temperature condition.
[0160]
(Fourth embodiment)
FIG. 14 shows a fourth embodiment of the present invention, in which a resistance element having a resistance value as specified under a specified allowable variation amount condition in response to the fact that the characteristic of the resistance element has a size dependence of the variation amount. FIG. 9 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a device size automatic determination processing unit 167 for realizing the above.
[0161]
This embodiment has a considerable portion in common with the configuration and the processing flow of the first embodiment shown in FIG. 1, and is largely different from the first embodiment in that a process for modifying the initial value 104 and the calculation condition 105 is added. It is in the point. Related to this processing are the variation data analysis unit 162, the resistance variation size dependence database 165 associated therewith, the correction initial value 163, and the correction calculation condition 164.
[0162]
The other differences are a resistance specification 160 and a specification input unit 161.
[0163]
The device size automatic determination processing unit 167 includes a specification input unit 161 (fourth specification input unit) to which the resistance specification 160 is input, a resistance size dependency database 109 (first device characteristic database), and a variation in resistance value. It is composed of a database (a resistance variation size dependence database) 165 (a fourth device characteristic database) in which the size dependence data of the amount is stored, and a size examination unit 166 (a fourth size examination unit).
[0164]
There are the following three resistance specifications 160.
[0165]
-Desired resistance value
・ Restrictions on layout
・ Allowable variation amount condition D
A ratio (percent) is appropriate as a unit of the allowable variation amount condition D in this case.
[0166]
The layout constraint interpreting unit 103 plays the same role as that of FIG. 1 and also outputs an initial value 104 and a calculation condition 105 having the same contents.
[0167]
Next, the variation data analysis unit 162 based on the allowable variation amount condition D input as the resistance specification 160 and the size dependence data of the variation amount of the resistance value stored in the resistance variation size dependence database 165. Then, the size condition of the resistance element satisfying the allowable amount is obtained. This condition is a calculation condition obtained from the allowable variation amount condition D, and can be obtained by comparing the size dependency data of the variation amount for each size with the allowable variation amount condition D.
[0168]
FIG. 15 is a diagram showing the size dependence of the variation amount, and indicates in which size region the variation amount D is within a certain range. When W × L is small, the variation amount is large, and only the variation amount within D1% (region A1) can be realized. If the size is slightly larger than this, a variation amount within D2% (region A2) smaller than D1 can be realized. In a region having a larger size, the variation amount becomes smaller within D3% (region A3) and within D4% (region A4). This data is stored in the resistance variation size dependence database 165. In FIG. 15, the amount of variation is divided into four steps, but the method of division may be any number of steps and the step width between each step may be any number. Further, the unit representing the amount of variation is set as a percentage, but any unit that can be an index of the amount of variation may be used. However, it is necessary to select a unit that is the same as the input unit of the allowable variation or that can be converted.
[0169]
The variation data analysis unit 162 further calculates the calculation conditions from the two calculation conditions 105 obtained from the constraints on the layout and the calculation conditions 162 ′ newly obtained by the variation data analysis unit 162 from the allowable variation amount condition. Make corrections. As shown in FIG. 16, a region that simultaneously satisfies the calculation condition 105 obtained from the layout constraint and the calculation condition 162 ′ obtained from the allowable variation amount condition is output as the corrected calculation condition 164.
[0170]
However, when both calculation conditions completely match, the condition of the calculation condition 105 is output as the modified calculation condition 164 without being changed.
[0171]
If there is no region that satisfies both the calculation conditions at the same time, an error message indicating that a resistor satisfying the specification cannot be realized is output as an error output 111, and the automatic device size determination processing ends immediately.
[0172]
Also, as shown in FIG. 16, when the initial value 104 is out of the modified operation condition 164, the initial value is modified to the size within the modified operation condition, and the result is output as the modified initial value 163. If the initial value 104 is already within the correction operation condition 164, there is no need to change it, and the initial value 104 is output as it is as the corrected initial value 163.
[0173]
The configuration after the resistance value calculation unit 106 is the same as that of the first embodiment except that the calculation conditions used in the size correction unit 108 are changed from the calculation conditions 105 to the correction calculation conditions 164.
[0174]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine the size of the resistance element having the resistance value as specified after reflecting the allowable variation amount condition.
[0175]
(Fifth embodiment)
FIG. 17 shows, as a fifth embodiment of the present invention, a resistance element having a resistance value as specified under a specified allowable mismatch amount condition in response to the fact that the characteristics of the resistance element have a size dependence of the mismatch amount. FIG. 9 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a device size automatic determination processing unit 175 for realizing.
[0176]
This embodiment is almost the same as the configuration and the processing flow of the fourth embodiment shown in FIG. 14 except for the resistance specification 170, the specification input unit 171, and the mismatch data analysis unit in the size examination unit 174. 172 and a resistance mismatch size dependence database 173 linked to the mismatch data analysis unit 172.
[0177]
The device size automatic determination processing unit 175 includes a specification input unit 171 (fifth specification input unit) to which the resistance specification 170 is input, a resistance size dependency database 109 (first device characteristic database), and a mismatch between resistance values. It is composed of a database (resistance mismatch size dependence database) 173 (fifth device characteristic database) storing the size dependence data of the quantity, and a size examination unit (fifth size examination unit).
[0178]
There are the following three resistance specifications 170.
[0179]
-Desired resistance value
・ Restrictions on layout
-Allowable mismatch amount condition MD
Percent is appropriate in this case as a unit of the allowable mismatch amount condition.
[0180]
The constraint interpreting unit 103 on the layout plays the same role as in the first embodiment, and also outputs the initial value 104 and the operation condition 105 having the same contents.
[0181]
Next, the mismatch data analysis unit 172, based on the allowable mismatch amount condition MD input as the specification and the size dependency data of the mismatch amount of the resistance value stored in the resistance mismatch size dependency database 173, The size condition of the resistance element that satisfies the allowable amount is obtained. This condition is a calculation condition obtained from the allowable mismatch amount condition MD, and can be obtained by comparing the size dependency data of the mismatch amount for each size with the allowable mismatch amount condition.
[0182]
FIG. 18 is a diagram showing the size dependence of the mismatch amount. The mismatch amount has the same size dependence as the variation amount shown in FIG. In FIG. 18, as a region where the mismatch amount DM decreases as the size increases (DM1>DM2> DM3), a region B1 that satisfies the mismatch amount DM1% or less, a region B2 that satisfies the mismatch amount DM2% or less, and a mismatch amount DM3% or less. Is divided into four stages, that is, the region B3 satisfying the condition and the region B4 satisfying the mismatch amount of less than 4%, and the dividing method may be any number of stages and the step width between the stages may be any number. However, the mismatch amount is smaller than the variation amount. This data is stored in the resistance mismatch size dependence database 173.
[0183]
The mismatch data analysis unit 172 further calculates the operation condition 105 obtained from the layout constraint and the allowable mismatch amount condition newly obtained by the mismatch data analysis unit 172, similarly to the variation data analysis unit 162 in the fourth embodiment. Based on the two obtained calculation conditions, the calculation condition and the initial value are corrected, and the result is output as the corrected calculation condition 164 and the corrected initial value 163.
[0184]
If there is no region that satisfies both the calculation conditions at the same time, an error message indicating that a resistor satisfying the specification cannot be realized is output as an error output 111, and the automatic device size determination processing ends immediately.
[0185]
The steps after the resistance value calculation unit 106 are the same as those in the fourth embodiment.
[0186]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine the size of the resistance element having the resistance value as specified after reflecting the allowable mismatch amount condition.
[0187]
(Sixth embodiment)
FIG. 19 shows, as a sixth embodiment of the present invention, a resistance element having a resistance value as specified under a specified allowable simulation error condition in response to the fact that the characteristic of the resistance element has a size dependence of a simulation error. FIG. 19 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a device size automatic determination processing unit 185 for realizing the processing.
[0188]
This embodiment has substantially the same configuration and the same processing flow as the fourth embodiment shown in FIG. 14 and the fifth embodiment shown in FIG. 17, except for the resistance specification 180 and the specification input unit 181. And a simulation error analysis unit 182 in the size examination unit 184 and a resistance simulation error size dependence database 183 linked to the simulation error analysis unit 182.
[0189]
The device size automatic determination processing unit 185 includes a specification input unit 181 (sixth specification input unit) to which the resistance specification 180 is input, a resistance size dependency database 109 (first device characteristic database), and a simulation of a resistance value. The database includes a database (resistance simulation error size dependency database) 183 (sixth device characteristic database) in which error size dependency data is stored, and a size examination unit (sixth size examination unit).
[0190]
There are the following three resistance specifications 180.
[0191]
-Desired resistance value
・ Restrictions on layout
・ Allowable simulation error condition E
Percent is appropriate in this case as a unit of the allowable simulation error condition E.
[0192]
The constraint interpreting unit 103 on the layout plays the same role as in the first embodiment, and also outputs the initial value 104 and the operation condition 105 having the same contents.
[0193]
Next, the simulation error analysis unit 182 is based on the allowable simulation error condition E input as the specification and the size dependence data of the simulation error of the resistance value stored in the resistance simulation error size dependence database 183. Then, the size condition of the resistance element satisfying the allowable amount is obtained. This condition is a calculation condition obtained from the allowable simulation error condition, and can be obtained by comparing the size dependence data of the simulation error for each size with the allowable simulation error condition E.
[0194]
FIG. 20 is a diagram illustrating the size dependence of the simulation error. In FIG. 20, as a region where the simulation error E varies depending on the size (E1>E2> E3), a region C1 satisfying the simulation error E1% or less, a region C2 satisfying the simulation error E2% or less, and a simulation error E3% or less are satisfied. Although the area C3 is divided into three steps, the division may be performed in any number of steps and the step width between the steps may be set to any number. This data is stored in the resistance simulation error size dependency database 183.
[0195]
The simulation error analysis unit 182 further includes, similarly to the variation data analysis unit 162 according to the fourth embodiment, and the mismatch data analysis unit 172 according to the fifth embodiment, calculation conditions obtained from layout constraints and simulations. The calculation condition and the initial value are corrected from two calculation conditions obtained from the allowable simulation error condition newly obtained by the error analysis unit 182, and the result is output as a correction calculation condition 164 and a corrected initial value 163.
[0196]
If there is no region that satisfies both the calculation conditions at the same time, an error message indicating that a resistor satisfying the specification cannot be realized is output as an error output 111, and the automatic device size determination processing ends immediately.
[0197]
The steps after the resistance value calculation unit 106 are the same as those in the fourth embodiment.
[0198]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine the size of the resistance element having the resistance value as specified after reflecting the allowable simulation error condition.
[0199]
(Seventh embodiment)
In the first to sixth embodiments, the size dependence of the resistance value, the voltage dependence, the temperature dependence, the size dependence of the variation amount, the size dependence of the mismatch amount, and the size dependence of the simulation error are individually described. The processing for automatically determining the size of the resistance element having the resistance value as specified has been described in consideration. In the seventh embodiment of the present invention, a description will be given of a process of automatically determining the size of a resistance element having a resistance value as specified by simultaneously considering all of the above.
[0200]
FIG. 21 shows, as a seventh embodiment of the present invention, size dependency of resistance value, voltage dependency, temperature dependency, size dependency of variation, size dependency of mismatch, and size dependency of simulation error. FIG. 11 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of an automatic device size determination processing unit 196 that realizes a resistance element having a resistance value as specified in consideration of FIG.
[0201]
The device size automatic determination processing unit 196 includes a specification input unit 191 (seventh specification input unit) to which the resistance specification 190 is input, the size dependence data, the voltage dependence data, the temperature dependence data, and the variation amount of the resistance element. (Resistive characteristic database) 194 (seventh device characteristic database) storing the size dependence data of the mismatch size, the size dependence data of the mismatch amount, and the size dependence data of the simulation error, and the size examination unit 195 (the seventh Size study section).
[0202]
The resistance specification 190 has the following seven types. These are input to the specification input unit 191.
[0203]
-Desired resistance value
・ Restrictions on layout
-Voltage condition V between terminals of resistive element (including multiple voltages)
Alternatively, the current condition A (including the case of a plurality of currents)
(Including the case where the voltage condition V and the current condition A are combined)
・ Temperature condition T of resistance element
・ Allowable variation amount condition D
-Allowable mismatch amount condition MD
・ Allowable simulation error condition E
If there are no special restrictions on the allowable variation amount condition D, the allowable mismatch amount condition DM, and the allowable simulation error condition E, a predetermined default value is automatically input.
[0204]
The initial value & operation condition determination unit 192 outputs an initial value 104 and an operation condition 105 based on four conditions of a layout constraint, an allowable variation amount condition D, an allowable mismatch amount condition MD, and an allowable simulation error condition E. As shown in FIG. 22, from these conditions, as shown in FIG. 22, the operation condition 105 ′ obtained from the layout constraint, the operation condition 162 ′ obtained from the allowable variation amount condition D, and the operation condition 172 ′ obtained from the allowable mismatch amount condition MD , An operation condition 182 ′ obtained from the allowable simulation error condition E is obtained. The concept of these four calculation conditions is as already described in the first to sixth embodiments. Information necessary for obtaining the calculation condition is obtained from the resistance characteristic database 194. The initial value & calculation condition determination unit 192 determines and outputs a region satisfying all four conditions as the final calculation condition 105, and also determines and outputs a value within this calculation condition as the initial value 104.
[0205]
In the resistance characteristic database 194, all the device information described in the first to sixth embodiments, that is, as shown in FIG. 23, size dependence data of resistance, voltage (or current) dependence data, temperature The dependency data, the size dependency data of the variation amount, the size dependency data of the mismatch amount, and the size dependency data of the simulation error are stored.
[0206]
The resistance value calculation unit 193 inputs the initial values of W and L, the voltage condition and the temperature condition input as the resistance specification 190 to the resistance characteristic database 194, and the resistance characteristic database 194 displays the resistance value under that condition. Is calculated and output to the resistance value calculation unit 193.
[0207]
The processing after the determination unit 107 in the size examination unit 195 is the same as in the first to sixth embodiments.
[0208]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine the size of the resistive element having the specified resistance value while simultaneously considering all specifications.
[0209]
Note that a configuration may be adopted in which any one of the voltage condition V (including a plurality of cases), the temperature condition T, the allowable variation amount condition D, the allowable mismatch amount condition DM, and the allowable simulation error condition E is not processed. . FIG. 22 is used to change the specification input unit 191 according to the conditions to be considered and to eliminate any of the allowable variation amount condition D, the allowable mismatch amount condition DM, and the allowable simulation error condition E. If the number of overlapping items described above is reduced and the voltage condition V (including a plurality of cases) and the temperature condition T are not considered, the configuration of the resistance value calculation unit 193 is changed. Further, unnecessary data may be deleted from the resistance characteristic database 194.
[0210]
(Eighth embodiment)
In the first to seventh embodiments, the processing for automatically determining the size of the resistance element made of one type of material has been described. In the eighth embodiment of the present invention, when there are a plurality of options for the material of these resistive elements, after comparing them, an optimum material for realizing a resistive element having a resistance value as specified and its resistance are determined. A process for automatically determining the element size will be described.
[0211]
FIG. 24 is a diagram illustrating the automatic device size determination processing unit 196 that realizes a resistance element having a resistance value as specified when there are two types of material choices, the A device and the B device, according to the eighth embodiment of the present invention. It is a model figure which shows a structure and a flow of a process. In the present embodiment, basically, the processes described in the first to seventh embodiments are separately executed for two types of materials of the A device and the B device, and the results are compared and determined. Take a configuration with additional processing.
[0212]
According to the resistance specification 200, a desired resistance value and constraints on the layout (L and W ranges), a voltage condition V (including a plurality of cases), a temperature condition T, an allowable variation amount condition D, an allowable mismatch amount condition DM, and an allowable simulation. An error condition E is specified. These specifications are input to the specification input unit 201. When there are no special restrictions on the voltage condition V (including a plurality of cases), the temperature condition T, the allowable variation amount condition D, the allowable mismatch amount condition DM, and the allowable simulation error condition E, a predetermined default value is automatically input. Is done.
[0213]
Next, it is divided into an A device automatic size determination processing unit 202 and a B device automatic size determination processing unit 202, both of which are the same as the size examination unit 195 described with reference to FIG. 21 in the seventh embodiment. The one that has the function and is different is a database to be referred to. The A device size automatic determination processing unit 202 refers to the A device database 203, and the B device size automatic determination processing unit 205 refers to the B device database 206 to perform processing.
[0214]
The size determined by the process of the A device size automatic determination processing unit 202 is output as a result output A204. In the case of an error, the fact that the error has occurred is output as a result output A204.
[0215]
The size determined by the process in the B device size automatic determination processing unit 205 is output as a result output B207. In the case of an error, an error is output as a result output B207.
[0216]
Next, the result output A204 and the result output B207 are compared by the comparing unit 208. If both are not errors, the material is selected according to a predetermined rule, and the selected material and its size are output as the size output 209. As the selection rule, there is a method of selecting one having a smaller size, and in the case where both can be realized, preferentially selecting the device A. In addition, the user may be allowed to make a selection.
[0219]
When one of the result output A 204 and the result output B 207 has an error, the one that does not have an error is selected, and the selected material and its size are output as the size output 209.
[0218]
If both the result output A 204 and the result output B 207 are in error, an error message is output as the error output 210.
[0219]
As described above, according to the present embodiment, when there are a plurality of options for the material of the resistance element, the optimum material for realizing the resistance element having the resistance value as specified and the size of the resistance element are automatically determined. be able to.
[0220]
(Ninth embodiment)
In the first to eighth embodiments, examples have been described in which data is stored in the device characteristic database in a table map format. In the ninth embodiment of the present invention, a method will be described in which device characteristic data is represented by a model formula using a mathematical function and stored in a database in the form of the model formula.
[0221]
By expressing the resistance value model of the resistance element as a function R (W, L, V, T) of the device size, the voltage condition, and the temperature condition, a relatively accurate model can be configured. FIG. 25 is a schematic diagram showing the contents of the resistance characteristic database 194 'using such a model formula. In FIG. 25, Ra, Rb, Rc, dW, dL, param_v1, param_v2, param_t1, and param_t2 are model parameters. R0 (W, L) means a resistance value when the temperature T is the normal temperature Tnom and the voltage V is zero. Vfact is a voltage-dependent coefficient and is a quadratic function with respect to voltage. Tfact is a temperature-dependent coefficient and is a quadratic function with respect to temperature.
[0222]
This model formula is an example, and other forms may be used. If the bias condition increases, it is sufficient to make an equation according to it. Here, it is significant that the function is a function of size, voltage (current may be used), and temperature.
[0223]
As described above, according to the present embodiment, there is no need for interpolation calculation as in the case of the table map method, and the data amount can be significantly reduced. On the other hand, there is a difference between the measured data of the device itself and the model formula, which may be reflected in the size dependence data of the simulation error. Note that the simulation accuracy depends on the form of the function of the model formula and the extraction accuracy of the model parameters.
[0224]
(Tenth embodiment)
In the first to ninth embodiments, the processing for automatically determining the size of the resistance element has been described. However, these configurations can also be applied to a capacitor by partially changing the processing. This will be described as a tenth embodiment of the present invention.
[0225]
In a capacitive element using a parallel plate portion, the vertical length and the horizontal length of the layout usually have no difference in characteristics, but for convenience, the vertical length is defined as L and the horizontal length is defined as W. The reverse is acceptable.
[0226]
The entire process of automatically determining the size of the capacitive element will be described later with reference to FIG. 30, and will be described first from the point that it is significantly different from the case of the resistive element.
[0227]
Differences in the size dependence of the resistance element and the capacitance element are as follows.
[0228]
Resistance value of resistance element: approximately proportional to resistance line length L
Inversely proportional to resistance line width W
Capacitance value of capacitive element: proportional to both L and W
Therefore, the following two processes need to be performed by a method different from the case of the resistance element.
[0229]
(1) Processing for determining initial values and operation conditions from layout constraints
(2) Processing to correct the size
In the case where the initial values and the calculation conditions are determined from the layout constraints, the description of the first embodiment has been given with reference to FIG. FIG. 26 shows the processing contents for the capacitance element in place of this.
[0230]
First, the constraint-specific branch processing unit 221 performs a minimum-area processing unit 222, a WL-range-constrained processing unit 225, and a no-restriction processing unit 225 that are branched into three according to the contents of the layout restrictions in the resistance specification 101. The process proceeds to the target processing unit of the time processing unit 228.
[0231]
In the case of the constraint that the area is minimum (the case where W = L is also applicable), the processing proceeds to the area minimum processing unit 222, and the first initial value 223 is set to W = default (the value within the design rule range). (Predetermined numerical value), L = W is output, and as the first calculation condition 224, a range exclusive for W = L is output. This applies this same range to both W and L.
[0232]
As the lower limit of the exclusive range when W = L, the larger of the lower limit of W and the lower limit of L in the design rule is used. In addition, as the upper limit of the exclusive range when W = L, the smaller of the upper limit of W and the upper limit of L in the design rule is used.
[0233]
The first initial value 223 and the first operation condition 224 are output as an initial value 232 obtained from a layout restriction and a calculation condition 233 obtained from a layout restriction, respectively.
[0234]
If there is a size constraint on both or one of W and L, the process proceeds to the WL range constraint-time processing unit 225. If only one of the upper and lower limits is specified, the value of the design rule is set as the upper limit or lower limit for the unspecified one. From the WL range constraint processing unit 225, as the second initial value 226, W = the minimum value within the constraint range (default when there is no constraint on W), L = the minimum value within the constraint range (the constraint on W If not, the default is output. In the present embodiment, the second initial value 226 is the minimum value within the restricted range, but any value within the restricted range may be used. Further, from the WL range constraint processing unit 225, as the second operation condition 227, W is a set constraint range (a design rule range if W is not restricted), and L is a set constraint range (L is not restricted). In this case, the design rule range is output.
[0235]
The second initial value 226 and the second operation condition 227 are output as an initial value 232 obtained from a layout restriction and a calculation condition 233 obtained from a layout restriction, respectively.
[0236]
If there are no constraints on the design specifications for W and L, the process proceeds to the unconstrained processing unit 228. The unconstrained processing unit 228 outputs W = default and L = default as the third initial value 229, and outputs the design rule range for W and L as the third calculation condition 230. The third initial value 229 and the third calculation condition 230 are output as an initial value 232 obtained from the layout constraint and a calculation condition 233 obtained from the layout constraint, respectively.
[0237]
In the case of correcting the size, the description of the resistance element has been described in the first embodiment with reference to FIG. FIG. 27 shows the processing contents of the capacitive element in place of this.
[0238]
In the case of a capacitive element, it is necessary to divide it into two size correction processes due to layout restrictions. Therefore, first, in the case of the constraint that the area is minimum (this is also the case when W = L is desired) by the calculation method branching unit 235, the processing is advanced to the W = L calculation unit 236, and the other processing is performed. In this case, the process proceeds to the W ≠ L operation unit 237.
[0239]
Next, the size correction process in the W = L calculation unit 236 will be described with reference to FIG. First, the WL size correction unit 240 corrects both the sizes of W and L. The correction method uses the difference ratio as in the case of FIG.
[0240]
(Ratio of difference) = (Capacity value at current W and L) / (Capacity value of specification)
The following calculation is set as W after correction (or L after correction). The difference from the case of FIG. 3 is that the square root of the difference ratio is used. Although the ratio of the difference may be used as it is, it is not preferable because the number of corrections increases.
[0241]
(Corrected W) = (current W) ÷ (square root of difference ratio)
(After modification L) = (After modification W)
Next, the WL size determination unit 241 checks whether the values of the corrected W and the corrected L are within the range of the calculation condition 264 in the entire process illustrated in FIG. If it is within the range, it is OK, and the corrected W and the corrected L are output as the corrected size 238 in FIG.
[0242]
On the other hand, if it is out of the range, the determination is NO, and the process proceeds to the calculation range end setting unit 242.
[0243]
If it exceeds the upper limit, the upper limit value of the calculation condition is set to W2 after correction. It is also assumed that L2 after correction = W2 after correction.
[0244]
If the lower limit has been cut, the lower limit of the calculation condition is set to W2 after correction. It is also assumed that L2 after correction = W2 after correction.
[0245]
Next, the repetition determination unit 243 determines whether the corrected W2 has been corrected from the previous time. If you have already taken the same value as the previous one, no further correction is possible. If the value has been changed, the corrected W2 and the corrected L2 are output as OK as the corrected size 238 in FIG. If the correction has not been made, a message indicating that a resistor satisfying the specification cannot be realized is output as the error output 270 in FIG. 30, and all the processing ends. This is the end of the description of FIG.
[0246]
Next, a description will be given of the size correction process in the W ≠ L operation unit 237 of FIG. 27 with reference to FIG. First, the L size correction unit 250 corrects the size of L. The correction method uses the difference ratio as in the case of FIG.
[0247]
(Ratio of difference) = (Capacity value at current W and L) / (Capacity value of specification)
The following calculation is set as L after correction. Unlike the case of the processing in the W = L operation unit 236, the difference ratio is used as it is.
[0248]
(Modified L) = (Current L) / (Ratio of difference)
Next, the L size determination unit 251 checks whether the value of the corrected L is within the range of the calculation condition 264 in FIG. If it is within the range, it is OK, and the corrected L is output as the corrected size 238 in FIG.
[0249]
On the other hand, if it is out of the range, the determination is NO, and the process proceeds to the L calculation range end setting unit 252.
[0250]
If the upper limit is exceeded, the upper limit value of the calculation condition is set to L2 after correction.
[0251]
If the lower limit has been cut, the lower limit of the calculation condition is set to L2 after correction.
[0252]
Further, a W size correction unit 253 performs additional W correction. The additional correction ratio is calculated by the following calculation.
[0253]
(Additional correction ratio) = (L2 after correction) / (L after correction)
The following calculation is set as W after correction. The difference from the case of FIG. 3 is that division is performed instead of multiplication.
[0254]
(After correction W) = (Current W) / (Additional correction ratio)
Next, the W size determination unit 254 checks whether the value of the corrected W is within the range of the calculation condition 264. If it is within the range, it is OK, and the corrected L2 and the corrected W are output as the corrected size 238.
[0255]
On the other hand, if the value is out of the range, NO is determined, the process proceeds to the W calculation range end setting unit 255, and if the value exceeds the upper limit, the upper limit value of the calculation condition is corrected to W2, and conversely, the lower limit is cut. Sets the lower limit value of the calculation condition to W2 after correction.
[0256]
Next, the repetition determination unit 243 determines whether one of the corrected L2 and the corrected W2 has been corrected from the previous time. If both already have the same value as the previous one, no further correction is possible. If the value has been changed, the modified W2 and the modified L2 are output as the modified size 238 as OK. If the correction has not been made, a message to the effect that a resistor satisfying the specification cannot be realized is output as an error output 270, and all processing ends. This is the end of the description of FIG.
[0257]
The corrected size 238 in FIG. 27 is sent to the capacity value calculation unit 265 in FIG. 30, and the size correction ends.
[0258]
FIG. 30 is a model diagram illustrating a configuration and a processing flow of the device size automatic determination processing unit 272 that automatically determines the size of the capacitive element. The basic concept is the same as that of the resistance element. The specification changes from the resistance specification to the capacitance specification 260, and the difference is that the desired resistance value becomes the capacitance value. Layout constraints, voltage conditions, temperature conditions, allowable variation amount conditions, allowable mismatch amount conditions, and allowable simulation error conditions can be processed in the same manner as in the case of the resistance element.
[0259]
The capacity characteristic database 266 is used as the device characteristic database. As in the case of the resistance value of the resistance element, the capacitance characteristic database 266 stores the size dependence data, the voltage dependence data, the temperature dependence data, the size dependence data of the variation amount, and the mismatch amount regarding the capacitance value of the capacitance element. And the size dependence data of the simulation error are stored. FIG. 31 is a schematic diagram showing the data contents of the capacitance characteristic database 266. The size dependence, voltage dependence, and temperature dependence are expressed in the form of a capacitance model expression C (W, L, V, T). Data is stored. In FIG. 31, Ca, Cb, dW, dL (usually dL = dW), param_vc1, param_vc2, param_tc1, and param_tc2 are model parameters. C0 (W, L) means a capacitance value when the temperature T is the normal temperature Tnom and the voltage V is zero. Vfact is a voltage-dependent coefficient and is a quadratic function with respect to voltage. Tfact is a temperature-dependent coefficient and is a quadratic function with respect to temperature.
[0260]
Note that this capacitance value model formula is an example, and other forms may be used.
[0261]
Note that a database in a table map format may be used without using the model formula.
[0262]
The above is the description of the capacity characteristic database 266.
[0263]
Returning to FIG. 30, there are the following seven types of capacity specifications 260. These are input to the specification input unit 261.
[0264]
-Desired capacitance value
・ Restrictions on layout
・ Voltage V between terminals of the capacitive element (including the case of multiple voltages)
・ Temperature condition T of capacitive element
・ Allowable variation amount condition D
-Allowable mismatch amount condition MD
・ Allowable simulation error condition E
If there are no special restrictions on the allowable variation amount condition D, the allowable mismatch amount condition DM, and the allowable simulation error condition E, a predetermined default value is automatically input.
[0265]
Next, the initial value & calculation condition determining unit 262 determines the initial value 263 and the calculation condition 264 in conjunction with the capacity characteristic database 266 in the same manner as described with reference to FIG. 22 in the seventh embodiment. . The calculation conditions obtained from the layout restrictions use the method of FIG. 26 described above.
[0266]
Next, the capacitance value calculation unit 265 calculates the capacitance value at the specified size under the specified voltage condition and temperature condition in conjunction with the capacitance characteristic database 266. At first, the capacity value is calculated for the size of the initial value 263 and for the second and subsequent times, for the size sent from the size correction unit 268.
[0267]
Next, the determination unit 267 calculates a difference between the capacity value calculated by the capacity value calculation unit 265 and the capacity value to be satisfied by the specification. If the difference is within a predetermined value, it is determined to be OK, the size is output as the size output 269, and the process ends.
[0268]
If the difference is not within the predetermined value, the determination unit 267 determines NO, and the process proceeds to the size correction unit 268. The size correction processing in the size correction unit 268 has already been described with reference to FIGS. 27, 28, and 29. The corrected size value is sent to the capacity value calculation unit 263.
[0269]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine the size of the capacitor satisfying the content specified in the specification.
[0270]
(Eleventh embodiment)
In the first to ninth embodiments, the processing for automatically determining the size of the resistive element has been described, and in the tenth embodiment, the processing for automatically determining the size of the capacitive element has been described. However, these configurations can also be applied to diode elements by changing some processes.
[0271]
The current value of the diode element is proportional to the area of the PN junction. For convenience, the longitudinal length of the PN junction surface is defined as L, and the lateral length is defined as W. (It may be reversed.) In the sense that the current value is approximately proportional to both L and W, it has the same tendency as the capacitance element described in the tenth embodiment. Therefore, the size of the diode element can be automatically determined with almost the same configuration and processing procedure as in the tenth embodiment shown in FIG.
[0272]
FIG. 32 is a model diagram illustrating a configuration and a processing flow of the device size automatic determination processing unit 285 that automatically determines the size of the diode element. This embodiment differs from the tenth embodiment shown in FIG. 30 in the diode specification 280, the specification input unit 281, the diode characteristic calculation unit 282 in the size examination unit 284, and the diode characteristic database 283. is there.
[0273]
The diode specification 280 has the following seven types. These are input to the specification input unit 281.
[0274]
-Desired current value or voltage value
・ Restrictions on layout
・ Diode terminal voltage condition V (including multiple voltages)
Alternatively, current condition A (including a case of a plurality of voltages)
・ Temperature condition T of diode element
・ Allowable variation amount condition D
-Allowable mismatch amount condition MD
・ Allowable simulation error condition E
If there are no special restrictions on the allowable variation amount condition D, the allowable mismatch amount condition DM, and the allowable simulation error condition E, a predetermined default value is automatically input.
[0275]
The initial value & operation condition determination unit 262 is the same as that in the case of the capacitive element, and similarly outputs the result as the initial value 263 and the operation condition 264.
[0276]
Next, the diode characteristic value calculation unit 282 calculates the diode characteristic value at the designated size under the specified voltage condition and temperature condition in conjunction with the diode characteristic database 283. At first, the diode characteristic value is calculated for the size of the initial value 263 and for the second and subsequent times, for the size sent from the size correction unit 268.
[0277]
The diode characteristic database 283 is used as the device characteristic database. The diode characteristic database 283 stores size-dependent data, voltage-dependent data, temperature-dependent data, size-dependent data of the amount of variation, size-dependent data of the amount of mismatch, and size-dependent simulation error regarding the current value of the diode element. Sex data is stored. FIG. 33 is a schematic diagram showing the data contents of the diode characteristic database 283. For the size-dependent data and the voltage-dependent data, data is stored in the form of a diode current model formula Id (W, L, V). ing. The temperature dependency data is prepared in the form of a table map, and a model formula of size dependency data and voltage dependency data for a plurality of temperature conditions is prepared. That is, although the shapes of the model formulas are equal, the model parameters are changed for each temperature.
[0278]
The diode current model formula is as shown in FIG. 33, in which Is, n, dW, and dL (usually dL = dW) are model parameters. q is the electron charge and k is the Boltzmann constant.
[0279]
Although this model formula is a formula written in a general book on semiconductor properties, other forms may be used.
[0280]
It should be noted that the size dependency data and the voltage dependency data may be a table map format database without using the model formula.
[0281]
The above is the description of the diode characteristic database 283.
[0282]
In FIG. 32, the processing after the diode characteristic value calculation unit 282 is the same as in the ninth embodiment. The size determined by repeating the correction is output as a size output 269.
[0283]
As described above, according to the present embodiment, the size of the diode element that satisfies the contents specified in the specification can be automatically determined.
[0284]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in circuit design, the number of design steps for determining a device size based on device information is reduced, design defects are reduced, and the data amount of a device characteristic database is reduced. It is possible to realize an apparatus and method for automatically determining a device size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a resistance element automatic determination processing unit 113 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration and a processing flow of a layout constraint interpretation unit 103 in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a configuration and a processing flow of a size correcting unit 108 in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic diagram showing a data arrangement in a predetermined size range in the resistance size dependency database 109 of FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method of extracting target data by interpolation calculation from the resistance size dependency database 109 of FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram showing an example of an interpolation calculation formula when extracting target data from the resistance size dependency database 109 in FIG. 1;
FIG. 7 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a resistance element automatic determination processing unit 145 under a specified voltage condition according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing data contents in a resistance size & bias dependence database 143 of FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram showing each stage by interpolation when extracting target data from the resistance size & bias dependency database 143 of FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram showing a general form of a linear interpolation formula used in FIG. 9;
FIG. 11 is an explanatory diagram of the concept of linear interpolation calculation used in FIG. 9;
FIG. 12 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a resistance element automatic determination processing unit 155 under designated temperature conditions according to a third embodiment of the present invention.
13 is a schematic diagram showing data contents in a resistance size & temperature dependency database 153 of FIG.
FIG. 14 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a resistance element automatic determination processing section 167 under a specified allowable variation amount condition according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram showing size dependence data of a variation amount used in the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining processing for correcting calculation conditions performed by a variation data analysis unit 162 in FIG. 14;
FIG. 17 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a resistance element automatic determination processing unit 175 under a specified allowable mismatch amount condition according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic diagram showing size dependence data of a mismatch amount used in the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a resistance element automatic determination processing unit 185 under a specified allowable simulation error condition according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram showing size dependence data of a simulation error used in the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a resistance element automatic determination processing unit 196 in which all specifications are simultaneously considered according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a schematic diagram for explaining processing performed by an initial value & calculation condition determination unit 192 in FIG. 21;
FIG. 23 is a schematic diagram showing data contents in the resistance characteristic database 194 of FIG. 21;
FIG. 24 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a processing unit for automatically determining an optimum material and a size of a resistance element when there are a plurality of options for a material according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a schematic diagram showing data contents in a resistance characteristic database 194 ′ when characteristic data is stored in the form of a model expression according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a model diagram showing an internal configuration and a processing flow of a layout constraint interpreting unit 231 in a capacitive element automatic determination processing unit according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a model diagram showing an internal configuration and a processing flow of a size correction unit 268 in a capacitance element automatic determination processing unit according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a model diagram showing an internal configuration and a processing flow of a W = L calculation unit 236 in the size correction unit 268 of FIG. 27;
FIG. 29 is a model diagram showing an internal configuration and a processing flow of a W ≠ L operation unit 237 in the size correction unit 268 of FIG. 27;
FIG. 30 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of an automatic capacitance element size determination processing section 272 according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a schematic diagram showing data contents in the capacity characteristic database 266 of FIG. 30;
FIG. 32 is a model diagram showing the configuration and processing flow of an automatic diode element size determination processing unit 285 according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a schematic diagram showing data contents in the diode characteristic database 283 of FIG. 32;
FIG. 34 is a model diagram showing a configuration and a processing flow of a conventional automatic resistance element size determination processing section 310;
FIG. 35 is a diagram showing an example of a resistance element shape.
FIG. 36 is a model diagram showing a configuration of an additional examination processing unit 314 for high-accuracy design.
FIG. 37 is a diagram illustrating a relationship between a line length L of a resistance element and a variation width of a resistance value R;
FIG. 38 is a diagram illustrating a relationship between a line width L of a resistance element and a mismatch width of a resistance value R;
FIG. 39 is a conventional size determination processing flow (manual) for examining a plurality of items for high-accuracy design.
[Explanation of symbols]
101 Resistance specification (design specification)
102 Specification input section (first specification input section)
103 Layout constraint interpreter
104 Initial value
105 Operation conditions
106 Resistance calculator
107 Judgment unit
108 Size correction unit
109 Resistance size dependence database (first device characteristic database)
110 size output
111 Error output
112 Size Examiner (First Size Examiner)
113 Automatic size determination processing unit
120 Restriction-specific branch processing unit
121 area minimum processing unit
122 first initial value
123 First operation condition
124 WL range constraint processing unit
125 Second initial value
126 Second operation condition
127 Unconstrained processing unit
128 Third initial value
129 Third operation condition
130 L size correction unit
131 L size judgment unit
132 Modified size
133 L calculation range end setting unit
134 W size correction unit
135 W size judgment unit
136 W calculation range end setting part
137 Repetition judgment unit
140 Resistance specification (design specification)
141 Specification input section (second specification input section)
142 Resistance calculator
143 Resistance Size & Bias Dependency Database (Second Device Characteristics Database)
144 Size Examiner (Second Size Examiner)
145 Automatic size determination processing unit
150 Resistance specification (design specification)
151 specification input section (third specification input section)
152 Resistance value calculation unit
153 Resistance Size & Temperature Dependency Database (Third Device Characteristics Database)
154 Size Examiner (Third Size Examiner)
155 Automatic size determination processing unit
160 Resistance specification (design specification)
161 Specification input section (fourth specification input section)
162 Variation data analysis unit
163 Modified initial value
164 Correction calculation condition
165 Resistance variation size dependence database (fourth device characteristic database)
166 Size Examiner (4th Size Examiner)
167 Automatic size determination processing unit
170 Resistance specification (design specification)
171 Specification input section (fifth specification input section)
172 Mismatch data analysis unit
173 Resistance mismatch size dependence database (fifth device characteristic database)
174 Size Examiner (Fifth Size Examiner)
175 Automatic size determination processing unit
180 Resistance specification (design specification)
181 Specification input section (sixth specification input section)
182 Simulation error analysis unit
183 Resistance Simulation Error Size Dependency Database (Sixth Device Characteristics Database)
184 size study section (sixth size study section)
185 Automatic size determination processing unit
190 Resistance specification (design specification)
191 Specification input section (seventh specification input section)
192 Initial value & calculation condition determination unit
193 Resistance value calculation unit
194 Resistance characteristic database (seventh device characteristic database)
194 'resistance characteristic database (device characteristic database in the form of model formula)
195 Size Examiner (Seventh Size Examiner)
196 Automatic size determination processing unit
200 Resistance specification (design specification)
201 Specification input section
202 A device automatic size determination processing unit
203 A device database
204 Result output A
205 Automatic size determination processing unit for B device
206 B device database
207 Result output B
208 Comparison Unit
209 size output
210 Error output
221 Branch Processing Unit by Constraint
222 area minimum processing unit
223 first initial value
224 First operation condition
225 WL range constraint processing unit
226 Second initial value
227 Second operation condition
228 Unconstrained processing unit
229 Third initial value
230 Third calculation condition
231 Layout constraint interpreter
232 Initial value obtained from layout constraints
233 Calculation conditions obtained from layout constraints
235 Calculation method branch
236 W = L operation unit
237 W ≠ L operation unit
238 Corrected size
240 size correction unit
241 Size judgment unit
242 Calculation range end setting unit
243 Repetition judgment unit
250 L size correction unit
251 L size judgment unit
252 L calculation range end setting unit
253 W size correction unit
254 W size judgment unit
255 W calculation range end setting unit
256 repetition judgment unit
260 Capacity specification (design specification)
261 Specification input section (seventh specification input section)
262 Initial value & calculation condition determination unit
263 Initial value
264 operation conditions
265 Capacity calculation unit
266 Capacity Characteristics Database (Seventh Device Characteristics Database)
267 Judgment unit
268 Size correction unit
269 size output
270 Error output
271 Size Examiner (Seventh Size Examiner)
272 Automatic size determination processing unit
280 Diode specification (design specification)
281 Specification input section (seventh specification input section)
282 Diode characteristic value calculator
283 Diode Characteristics Database (Seventh Device Characteristics Database)
284 Size Examiner (Seventh Size Examiner)
285 Automatic size determination processing unit
301 Resistance Value Examiner
302 Design Device Specification
303 Specification input section
304 Sheet Number Examiner
305 First device information section
306 seat specification
307 Size Examination Department
308 Design Rule Department
309 size output
310 Conventional size automatic determination processing unit
311 Additional Data Examiner
312 Second device information section
313 Output modified size
314 Additional examination processing unit
315 First Stage Review
316 Second Stage Review
317 Third Stage Review
318 Final Stage Review
319 Corrected size

Claims (18)

半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される第1の仕様入力部と、
所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第1のデバイス特性データベースと、
前記第1の仕様入力部から出力される前記設計仕様を受けて、前記第1のデバイス特性データベースを参照して、デバイスサイズごとのデバイス特性値を調査しつつ、前記設計仕様を満たすデバイスサイズを検討及び決定する第1のサイズ検討部とを備えたことを特徴とするデバイスサイズの自動決定装置。
A first specification input unit for inputting design specifications relating to desired device characteristic values and layout constraints of a device constituting the semiconductor integrated circuit;
A first device characteristic database that stores size dependence data of device characteristic values under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition;
Upon receiving the design specification output from the first specification input unit, referring to the first device characteristic database, while examining device characteristic values for each device size, determining a device size satisfying the design specification An apparatus for automatically determining a device size, comprising: a first size study unit for studying and determining.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所定の電圧範囲における任意の電圧条件あるいは所定の電流範囲における任意の電流条件、該条件の下で所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される第2の仕様入力部と、
所定の温度条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データおよび電圧依存性データ、あるいはサイズ依存性データおよび電流依存性データが格納されている第2のデバイス特性データベースと、
前記第2の仕様入力部から出力される前記設計仕様を受けて、前記第2のデバイス特性データベースを参照して、前記任意の電圧条件あるいは電流条件におけるデバイスサイズごとのデバイス特性値を調査しつつ、入力された前記設計仕様を満たすデバイスサイズを検討及び決定する第2のサイズ検討部とを備えたことを特徴とするデバイスサイズの自動決定装置。
Design specifications relating to an arbitrary voltage condition in a predetermined voltage range or an arbitrary current condition in a predetermined current range, a desired device characteristic value under the condition, and a layout constraint of a device constituting the semiconductor integrated circuit are input. A second specification input unit to be executed;
A second device characteristic database storing size dependence data and voltage dependence data of device characteristic values under predetermined temperature conditions, or size dependence data and current dependence data,
In response to the design specification output from the second specification input unit, while referring to the second device characteristic database, while examining device characteristic values for each device size under the arbitrary voltage condition or current condition, And a second size examination unit for examining and determining a device size that satisfies the input design specification.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所定の温度範囲における任意の温度条件、該温度条件の下で所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される第3の仕様入力部と、
所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データおよび温度依存性データが格納されている第3のデバイス特性データベースと、
前記第3の仕様入力部から出力される前記設計仕様を受けて、前記第3のデバイス特性データベースを参照して、前記所定の温度条件におけるデバイスサイズごとのデバイス特性値を調査しつつ、入力された前記設計仕様を満たすデバイスサイズを検討及び決定する第3のサイズ検討部とを備えたことを特徴とするデバイスサイズの自動決定装置。
A third specification input unit for inputting an arbitrary temperature condition in a predetermined temperature range of the device constituting the semiconductor integrated circuit, a desired device characteristic value under the temperature condition, and a design specification regarding a layout constraint; ,
A third device characteristic database storing size dependence data and temperature dependence data of device characteristic values under a predetermined voltage condition or a predetermined current condition;
In response to the design specification output from the third specification input unit, by referring to the third device characteristic database, while checking the device characteristic value for each device size under the predetermined temperature condition, the input is performed. An automatic device size determination device, comprising: a third size study unit for studying and determining a device size satisfying the design specification.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容ばらつき量条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される第4の仕様入力部と、
所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第1のデバイス特性データベースと、
所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のばらつき量のサイズ依存性データが格納されている第4のデバイス特性データベースと、
前記第4の仕様入力部から出力される前記設計仕様を受けて、前記許容ばらつき量条件と、前記第4のデバイス特性データベース内に格納されている前記ばらつき量のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定し、前記第1のデバイス特性データベースを参照して、デバイスサイズごとのデバイス特性値を調査しつつ、前記設計可能なサイズの領域内から、入力された前記設計仕様を満たすデバイスサイズを検討及び決定する第4のサイズ検討部とを備えたことを特徴とするデバイスサイズの自動決定装置。
A fourth specification input unit for inputting a desired device characteristic value of a device constituting the semiconductor integrated circuit, an allowable variation amount condition of the device characteristic value, and a design specification relating to a layout constraint;
A first device characteristic database that stores size dependence data of device characteristic values under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition;
A fourth device characteristic database storing size dependence data of the variation amount of the device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition;
Upon receiving the design specification output from the fourth specification input unit, based on the allowable variation amount condition and the size dependency data of the variation amount stored in the fourth device characteristic database. Setting an area of a designable size, referring to the first device characteristic database, and examining a device characteristic value for each device size; An automatic device size determination device, comprising: a fourth size examination unit that examines and decides a device size satisfying specifications.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容ミスマッチ量条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される第5の仕様入力部と、
所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第1のデバイス特性データベースと、
所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のミスマッチ量のサイズ依存性データが格納されている第5のデバイス特性データベースと、
前記第5の仕様入力部から出力される前記設計仕様を受けて、前記許容ミスマッチ量条件と、前記第5のデバイス特性データベース内に格納されている前記ミスマッチ量のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定し、前記第1のデバイス特性データベースを参照して、デバイスサイズごとのデバイス特性値を調査しつつ、前記設計可能なサイズの領域内から、入力された前記設計仕様を満たすデバイスサイズを検討及び決定する第5のサイズ検討部とを備えたことを特徴とするデバイスサイズの自動決定装置。
A fifth specification input unit for inputting a desired device characteristic value of a device constituting the semiconductor integrated circuit, an allowable mismatch amount condition of the device characteristic value, and design specifications related to layout restrictions;
A first device characteristic database that stores size dependence data of device characteristic values under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition;
A fifth device characteristic database storing size dependence data of a mismatch amount of a device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition;
Upon receiving the design specification output from the fifth specification input unit, based on the allowable mismatch amount condition and the size dependence data of the mismatch amount stored in the fifth device characteristic database. Setting an area of a designable size, referring to the first device characteristic database, and examining a device characteristic value for each device size; An automatic device size determination device, comprising: a fifth size examination unit that examines and decides a device size satisfying specifications.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容シミュレーション誤差条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される第6の仕様入力部と、
所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第1のデバイス特性データベースと、
所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のシミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納されている第6のデバイス特性データベースと、
前記第6の仕様入力部から出力される前記設計仕様を受けて、前記許容シミュレーション誤差条件と、前記第6のデバイス特性データベース内に格納されている前記シミュレーション誤差のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定し、前記第1のデバイス特性データベースを参照して、デバイスサイズごとのデバイス特性値を調査しつつ、前記設計可能なサイズの領域内から、入力された前記設計仕様を満たすデバイスサイズを検討及び決定する第6のサイズ検討部とを備えたことを特徴とするデバイスサイズの自動決定装置。
A sixth specification input unit for inputting a desired device characteristic value of a device constituting the semiconductor integrated circuit, an allowable simulation error condition of the device characteristic value, and a design specification regarding a layout constraint;
A first device characteristic database that stores size dependence data of device characteristic values under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition;
A sixth device characteristic database that stores size dependence data of a simulation error of a device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition;
Upon receiving the design specification output from the sixth specification input unit, based on the allowable simulation error condition and the size dependence data of the simulation error stored in the sixth device characteristic database. Setting an area of a designable size, referring to the first device characteristic database, and examining a device characteristic value for each device size; An automatic device size determination device, comprising: a sixth size examination unit that examines and decides a device size satisfying specifications.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所定の電圧範囲における任意の電圧条件あるいは所定の電流範囲における任意の電流条件、所定の温度範囲における任意の温度条件、デバイス特性値の許容ばらつき量条件、デバイス特性値の許容ミスマッチ量条件、およびデバイス特性値の許容シミュレーション誤差条件のうちから選択される少なくとも1つ、所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様が入力される第7の仕様入力部と、
前記所定の電圧範囲における任意の電圧条件あるいは前記所定の電流範囲における任意の電流条件、前記所定の温度範囲における任意の温度条件、前記許容ばらつき量条件、前記許容ミスマッチ量条件、および前記許容シミュレーション誤差条件のうちから選択された条件にそれぞれ対応する、所定の温度条件におけるデバイス特性値の電圧依存性データあるいは電流依存性データ、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値の温度依存性データ、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値の、ばらつき量のサイズ依存性データ、ミスマッチ量のサイズ依存性データ、およびシミュレーション誤差のサイズ依存性データが格納されるとともに、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第7のデバイス特性データベースと、
前記第7の仕様入力部から出力される前記設計仕様を受けて、前記許容ばらつき量条件、前記許容ミスマッチ量条件、および前記許容シミュレーション誤差条件のうちから選択される少なくとも1つの条件が入力された場合、その入力された条件と、該条件に対応する、第7のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値の、前記ばらつき量のサイズ依存性データ、前記ミスマッチ量のサイズ依存性データ、および前記シミュレーション誤差のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定し、前記第7のデバイス特性データベースを参照して、デバイスサイズごとのデバイス特性値を調査しつつ、前記設計可能なサイズの領域内から、入力された前記設計仕様を満たすデバイスサイズを検討及び決定する第7のサイズ検討部とを備えたことを特徴とするデバイスサイズの自動決定装置。
Arbitrary voltage conditions in a predetermined voltage range or arbitrary current conditions in a predetermined current range, arbitrary temperature conditions in a predetermined temperature range, allowable variation amount conditions of device characteristic values, device characteristics of devices constituting a semiconductor integrated circuit A seventh specification input unit for inputting at least one selected from an allowable mismatch amount condition of a value and an allowable simulation error condition of a device characteristic value, a desired device characteristic value, and a design specification relating to a layout constraint; When,
Any voltage condition in the predetermined voltage range or any current condition in the predetermined current range, any temperature condition in the predetermined temperature range, the allowable variation amount condition, the allowable mismatch amount condition, and the allowable simulation error Voltage-dependent data or current-dependent data of a device characteristic value under a predetermined temperature condition, temperature-dependent data of a device characteristic value under a predetermined voltage condition or a predetermined current condition, respectively corresponding to a condition selected from the conditions. And size dependency data of a variation amount, size dependency data of a mismatch amount, and size dependency data of a simulation error of a device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition. At predetermined temperature and voltage conditions There is a seventh device characteristic database size dependence data of the device characteristic values are stored in a predetermined current condition,
Upon receiving the design specification output from the seventh specification input unit, at least one condition selected from the allowable variation amount condition, the allowable mismatch amount condition, and the allowable simulation error condition is input. In the case, the input condition and the device characteristic value stored in the seventh device characteristic database corresponding to the condition, the size dependence data of the variation amount, the size dependence data of the mismatch amount, And setting a region of a designable size based on the size dependence data of the simulation error and referring to the seventh device characteristic database to investigate a device characteristic value for each device size. Consider and determine the device size that satisfies the input design specifications from within the possible size area. Automatic determination device of device size, characterized in that a size considered part of the seventh.
前記デバイス特性データベースには、複数の異なる材料からなる同じ種類のデバイスのそれぞれの材料に対応したデータが格納され、前記サイズ検討部は、前記異なる材料に対応した複数のデバイスサイズを決定し、前記複数のデバイスサイズをそれぞれ比較して、前記設計仕様を満たす最適な材料を決定することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項記載のデバイスサイズの自動決定装置。In the device characteristic database, data corresponding to each material of the same type of device made of a plurality of different materials is stored, the size study unit determines a plurality of device sizes corresponding to the different materials, 8. The automatic device size determining apparatus according to claim 1, wherein a plurality of device sizes are respectively compared to determine an optimum material satisfying the design specification. 前記デバイス特性データベースには、前記デバイス特性値を近似したモデル式の形式でデータが格納されることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項記載のデバイスサイズの自動決定装置。9. The device according to claim 1, wherein the device characteristic database stores data in the form of a model expression that approximates the device characteristic value. 半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値およびレイアウト上の制約に関する設計仕様を入力するステップと、
入力された前記レイアウト上の制約に応じて、デバイスサイズの初期値を設定するステップと、
設定した前記サイズ初期値におけるデバイス特性値を、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第1のデバイス特性データベースから抽出するステップと、
抽出したデバイス特性値が入力された前記設計仕様を満たすか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、前記設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従ってサイズ修正を繰り返して、デバイスサイズを自動計算して出力するステップとを含むことを特徴とするデバイスサイズの自動決定方法。
Inputting design specifications relating to desired device characteristic values and layout constraints of the devices constituting the semiconductor integrated circuit;
Setting an initial value of a device size according to the input layout constraint;
Extracting a device characteristic value at the set initial size value from a first device characteristic database storing size dependence data of the device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition. When,
Determining whether the extracted device characteristic value satisfies the input design specification,
If the result of the determination is that the design specification is not satisfied, then repeating the size correction in accordance with the set size correction rule, automatically calculating and outputting the device size, and outputting the device size. .
半導体集積回路を構成するデバイスの、所定の電圧範囲における任意の電圧条件あるいは所定の電流範囲における任意の電流条件、該条件の下で所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様を入力するステップと、
入力された前記レイアウト上の制約に応じて、デバイスサイズの初期値を設定するステップと、
設定した前記サイズ初期値におけるデバイス特性値を、所定の温度条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データおよび電圧依存性データ、あるいはサイズ依存性データおよび電流依存性データが格納されている第2のデバイス特性データベースから抽出するステップと、
抽出したデバイス特性値が入力された前記設計仕様を満たすか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、前記設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従ってサイズ修正を繰り返して、デバイスサイズを自動計算して出力するステップとを含むことを特徴とするデバイスサイズの自動決定方法。
Input of arbitrary voltage conditions in a predetermined voltage range or arbitrary current conditions in a predetermined current range, desired device characteristic values under the conditions, and design specifications relating to layout constraints of devices constituting the semiconductor integrated circuit. Steps to
Setting an initial value of a device size according to the input layout constraint;
A second device in which the device characteristic value at the set size initial value is stored as size dependence data and voltage dependence data, or size dependence data and current dependence data of the device characteristic value under a predetermined temperature condition. Extracting from a characteristic database;
Determining whether the extracted device characteristic value satisfies the input design specification,
If the result of the determination is that the design specification is not satisfied, then repeating the size correction in accordance with the set size correction rule, automatically calculating and outputting the device size, and outputting the device size. .
半導体集積回路を構成するデバイスの、所定の温度範囲における任意の温度条件、該温度条件の下で所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様を入力するステップと、
入力された前記レイアウト上の制約に応じて、デバイスサイズの初期値を設定するステップと、
設定した前記サイズ初期値におけるデバイス特性値を、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データおよび温度依存性データが格納されている第3のデバイス特性データベースから抽出するステップと、
抽出したデバイス特性値が入力された前記設計仕様を満たすか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従ってサイズ修正を繰り返して、デバイスサイズを自動計算して出力するステップとを含むことを特徴とするデバイスサイズの自動決定方法。
Inputting a design specification relating to an arbitrary temperature condition in a predetermined temperature range of the device constituting the semiconductor integrated circuit, a desired device characteristic value under the temperature condition, and a layout constraint;
Setting an initial value of a device size according to the input layout constraint;
Extracting a device characteristic value at the set initial size value from a third device characteristic database storing size dependence data and temperature dependence data of the device characteristic value under a predetermined voltage condition or a predetermined current condition. When,
Determining whether the extracted device characteristic value satisfies the input design specification,
If the result of the determination is that the design specification is not satisfied, the method further comprises the steps of repeating size correction according to the set size correction rule, automatically calculating and outputting the device size, and outputting the device size.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容ばらつき量条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様を入力するステップと、
入力された前記許容ばらつき量条件と、第4のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値のばらつき量のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定するステップと、
設定した前記設計可能なサイズの領域内から、入力された前記レイアウト上の制約に応じて、デバイスサイズの初期値を設定するステップと、
設定した前記サイズ初期値におけるデバイス特性値を、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第1のデバイス特性データベースから抽出するステップと、
抽出したデバイス特性値が入力された前記設計仕様を満たすか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、前記設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従って、設計可能なサイズの領域内からサイズ修正を繰り返して、デバイスサイズを自動計算して出力するステップとを含むことを特徴とするデバイスサイズの自動決定方法。
Inputting a design specification relating to a desired device characteristic value, a permissible variation amount condition of the device characteristic value, and a layout constraint of a device constituting the semiconductor integrated circuit;
Setting a designable size area based on the input allowable variation amount condition and the size dependence data of the variation amount of the device characteristic value stored in the fourth device characteristic database;
Setting an initial value of a device size according to the input constraints on the layout, from within the area of the set designable size;
Extracting a device characteristic value at the set initial size value from a first device characteristic database storing size dependence data of the device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition. When,
Determining whether the extracted device characteristic value satisfies the input design specification,
If the result of the determination is that the design specification is not satisfied, the step of repeating the size correction from within the designable size area according to the set size correction rule, automatically calculating and outputting the device size is included. A method for automatically determining the featured device size.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容ミスマッチ量条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様を入力するステップと、
入力された前記許容ミスマッチ量条件と、第5のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値のミスマッチ量のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定するステップと、
設定した前記設計可能なサイズの領域内から、入力された前記レイアウト上の制約に応じて、デバイスサイズの初期値を設定するステップと、
設定した前記サイズ初期値におけるデバイス特性値を、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第1のデバイス特性データベースから抽出するステップと、
抽出したデバイス特性値が入力された前記設計仕様を満たすか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、前記設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従って、設計可能なサイズの領域内からサイズ修正を繰り返して、デバイスサイズを自動計算して出力するステップとを含むことを特徴とするデバイスサイズの自動決定方法。
Inputting a design specification relating to a desired device characteristic value of the device constituting the semiconductor integrated circuit, an allowable mismatch amount condition of the device characteristic value, and a layout constraint;
Setting an area of a designable size based on the input allowable mismatch amount condition and the size dependence data of the mismatch amount of the device characteristic value stored in the fifth device characteristic database;
Setting an initial value of a device size according to the input constraints on the layout, from within the area of the set designable size;
Extracting a device characteristic value at the set initial size value from a first device characteristic database storing size dependence data of the device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition. When,
Determining whether the extracted device characteristic value satisfies the input design specification,
If the result of the determination is that the design specification is not satisfied, the step of repeating the size correction from within the designable size area according to the set size correction rule, automatically calculating and outputting the device size is included. A method for automatically determining the featured device size.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所望するデバイス特性値、該デバイス特性値の許容シミュレーション誤差条件、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様を入力するステップと、
入力された前記許容シミュレーション誤差条件と、第6のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値のシミュレーション誤差のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定するステップと、
設定した前記設計可能なサイズの領域内から、入力された前記レイアウト上の制約に応じて、デバイスサイズの初期値を設定するステップと、
設定した前記サイズ初期値におけるデバイス特性値を、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている第1のデバイス特性データベースから抽出するステップと、
抽出したデバイス特性値が入力された前記設計仕様を満たすか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、前記設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従って、設計可能なサイズの領域内からサイズ修正を繰り返して、デバイスサイズを自動計算して出力するステップとを含むことを特徴とするデバイスサイズの自動決定方法。
Inputting a design specification relating to a desired device characteristic value, an allowable simulation error condition of the device characteristic value, and a layout constraint of a device configuring the semiconductor integrated circuit;
Setting an area of a designable size based on the input allowable simulation error condition and the size dependence data of the simulation error of the device characteristic value stored in the sixth device characteristic database;
Setting an initial value of a device size according to the input constraints on the layout, from within the area of the set designable size;
Extracting a device characteristic value at the set initial size value from a first device characteristic database storing size dependence data of the device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition. When,
Determining whether the extracted device characteristic value satisfies the input design specification,
If the result of the determination is that the design specification is not satisfied, the step of repeating the size correction from within the designable size area according to the set size correction rule, automatically calculating and outputting the device size is included. A method for automatically determining the featured device size.
半導体集積回路を構成するデバイスの、所定の電圧範囲における任意の電圧条件あるいは所定の電流範囲における任意の電流条件、所定の温度範囲における任意の温度条件、デバイス特性値の許容ばらつき量条件、デバイス特性値の許容ミスマッチ量条件、およびデバイス特性値の許容シミュレーション誤差条件のうちから選択される少なくとも1つ、所望するデバイス特性値、およびレイアウト上の制約に関する設計仕様を入力するステップと、
前記設計仕様として、前記許容ばらつき量条件、前記許容ミスマッチ量条件、および前記許容シミュレーション誤差条件のうちから選択される少なくとも1つの条件が入力された場合、その入力された条件と、該条件に対応する、第7のデバイス特性データベース内に格納されているデバイス特性値の、ばらつき量のサイズ依存性データ、ミスマッチ量のサイズ依存性データ、およびシミュレーション誤差のサイズ依存性データとに基づいて、設計可能なサイズの領域を設定するステップと、
設定した前記設計可能なサイズの領域内から、入力された前記レイアウト上の制約に応じて、デバイスサイズの初期値を設定するステップと、
設定した前記サイズ初期値におけるデバイス特性値を、所定の温度条件、所定の電圧条件あるいは所定の電流条件におけるデバイス特性値のサイズ依存性データが格納されている前記第7のデバイス特性データベースから抽出するステップと、
抽出したデバイス特性値が入力された前記設計仕様を満たすか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、前記設計仕様を満たしていなければ、設定したサイズ修正規則に従って、設計可能なサイズの領域内からサイズ修正を繰り返して、デバイスサイズを自動計算して出力するステップとを含むことを特徴とするデバイスサイズの自動決定方法。
Arbitrary voltage conditions in a predetermined voltage range or arbitrary current conditions in a predetermined current range, arbitrary temperature conditions in a predetermined temperature range, allowable variation amount conditions of device characteristic values, device characteristics of devices constituting a semiconductor integrated circuit Inputting at least one selected from an allowable mismatch amount condition of a value and an allowable simulation error condition of a device characteristic value, a desired device characteristic value, and design specifications related to layout constraints;
When at least one condition selected from the allowable variation amount condition, the allowable mismatch amount condition, and the allowable simulation error condition is input as the design specification, the input condition corresponds to the input condition. Design based on the size dependence data of the variation amount, the size dependence data of the mismatch amount, and the size dependence data of the simulation error of the device characteristic values stored in the seventh device characteristic database. Setting an area of an appropriate size;
Setting an initial value of a device size according to the input constraints on the layout, from within the area of the set designable size;
A device characteristic value at the set initial size value is extracted from the seventh device characteristic database storing size dependence data of the device characteristic value under a predetermined temperature condition, a predetermined voltage condition, or a predetermined current condition. Steps and
Determining whether the extracted device characteristic value satisfies the input design specification,
If the result of the determination is that the design specification is not satisfied, the step of repeating the size correction from within the designable size area according to the set size correction rule, automatically calculating and outputting the device size is included. A method for automatically determining the featured device size.
前記デバイス特性データベースには、複数の異なる材料からなる同じ種類のデバイスのそれぞれの材料に対応したデータが格納され、
前記デバイスサイズの自動決定方法はさらに、
前記異なる材料に対応した複数のデバイスサイズを決定するステップと、
前記複数のデバイスサイズをそれぞれ比較して、前記設計仕様を満たす最適な材料を決定するステップとを含むことを特徴とする請求項10から16のいずれか一項記載のデバイスサイズの自動決定方法。
In the device characteristic database, data corresponding to each material of the same type of device composed of a plurality of different materials is stored,
The method for automatically determining the device size further includes:
Determining a plurality of device sizes corresponding to the different materials;
17. A method for automatically determining a device size according to claim 10, further comprising: comparing each of the plurality of device sizes to determine an optimum material satisfying the design specification.
前記デバイス特性データベースには、前記デバイス特性値を近似したモデル式の形式でデータが格納されることを特徴とする請求項10から17のいずれか一項記載のデバイスサイズの自動決定方法。The method according to any one of claims 10 to 17, wherein the device characteristic database stores data in the form of a model expression that approximates the device characteristic value.
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