JP2005197622A - Method and device for designing semiconductor integrated circuit, method for evaluating current value relative variation characteristic of semiconductor integrated circuit, method for evaluating resistance value relative variation characteristic of semiconductor integrated circuit, manufacturing method of semiconductor integrated circuit, control program and readable record medium - Google Patents

Method and device for designing semiconductor integrated circuit, method for evaluating current value relative variation characteristic of semiconductor integrated circuit, method for evaluating resistance value relative variation characteristic of semiconductor integrated circuit, manufacturing method of semiconductor integrated circuit, control program and readable record medium Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out circuit design by deciding the division number of a field effect transistor which is optimum to maximize characteristic relative accuracy and using the obtained optimum division number. <P>SOLUTION: The semiconductor integrated circuit to be designed is constituted by arranging a paired field effect transistor consisting of a first field effect transistor and a second field effect transistor of the same conductivity type and the same gate electrode size in a semiconductor substrate, and connecting a plurality of field effect transistor elements parallel mutually. The paired field effect transistors are divided each in the widthwise direction of a gate electrode. When the division number of the field effect transistor is decided, current value relative variation between the first field effect transistor and the second field effect transistor caused by dispersion in manufacturing is expressed by the function of the division number, the division number which minimizes the current value relative variation is derived numerically, and the circuit is designed by using the obtained optimum division number. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アナログ型またはアナログ・ディジタル混在型の半導体集積回路において、高い特性相対精度が要求される電界効果トランジスタ対や抵抗素子対の製造上のばらつきに起因する影響を低減するための半導体集積回路設計装置、半導体集積回路設計方法、半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法、半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法、半導体集積回路の製造方法、これらをコンピュータに実行させるための制御プログラムおよび、これを記録した可読記録媒体に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for reducing an influence caused by manufacturing variations of a field effect transistor pair and a resistor element pair that require high characteristic relative accuracy in an analog type or a mixed analog / digital type semiconductor integrated circuit. Circuit design device, semiconductor integrated circuit design method, semiconductor integrated circuit current value relative variation characteristic evaluation method, semiconductor integrated circuit resistance value relative variation characteristic evaluation method, semiconductor integrated circuit manufacturing method, and control for causing a computer to execute these The present invention relates to a program and a readable recording medium on which the program is recorded.

この種の高い特性相対精度を有する電界効果トランジスタ対が必要とされる回路として、半導体基板上に形成された差動増幅回路やカレントミラー回路などが挙げられる。   Circuits that require a field effect transistor pair having such a high characteristic relative accuracy include a differential amplifier circuit and a current mirror circuit formed on a semiconductor substrate.

図9は、従来の代表的なMOSFET差動増幅器の要部構成を示す回路図である。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a main configuration of a conventional typical MOSFET differential amplifier.

図9に示すように、MOSFET差動増幅器100は、定電流源I1と、N型電界効果トランジスタMn1およびMn2と、P型電界効果トランジスタMp1およびMp2とによって構成されている。P型電界効果トランジスタMp1およびN型電界効果トランジスタMn1と、P型電界効果トランジスタMp2およびN型電界効果トランジスタMn2とは、それぞれ直列に接続され、これらの直列回路は、定電流源I1の出力側と接地電位(グランド)との間に互いに並列に接続されている。定電流源I1の入力側は電源電圧VDDと接続されている。また、P型電界効果トランジスタMp1のゲート電極には入力電圧Vi1が接続され、P型電界効果トランジスタMp2のゲート電極には入力電圧Vi2が接続されている。また、N型電界効果トランジスタMn1およびMn2の各ゲート電極はそれぞれ共通に、P型電界効果トランジスタMp1とn型電界効果トランジスタMn1との接続部に接続されている。P型電界効果トランジスタMp2とn型電界効果トランジスタMn2との接続部からは出力電圧が出力されるようになっている。   As shown in FIG. 9, the MOSFET differential amplifier 100 includes a constant current source I1, N-type field effect transistors Mn1 and Mn2, and P-type field effect transistors Mp1 and Mp2. The P-type field effect transistor Mp1 and the N-type field effect transistor Mn1, and the P-type field effect transistor Mp2 and the N-type field effect transistor Mn2 are respectively connected in series, and these series circuits are connected to the output side of the constant current source I1. And a ground potential (ground). The input side of the constant current source I1 is connected to the power supply voltage VDD. The input voltage Vi1 is connected to the gate electrode of the P-type field effect transistor Mp1, and the input voltage Vi2 is connected to the gate electrode of the P-type field effect transistor Mp2. Further, the gate electrodes of the N-type field effect transistors Mn1 and Mn2 are commonly connected to a connection portion between the P-type field effect transistor Mp1 and the n-type field effect transistor Mn1. An output voltage is output from a connection portion between the P-type field effect transistor Mp2 and the n-type field effect transistor Mn2.

このMOSFET差動増幅器100の差動増幅回路において、N型電界効果トランジスタMn1およびMn2と、P型電界効果トランジスタMp1およびMp2とがそれぞれ、高い特性相対精度が要求される電界効果トランジスタ対である。MOSFET差動増幅器100では、これらの電界効果トランジスタ対の特性相対精度によって、入力オフセット電圧などの重要な回路特性が決定されるからである。   In the differential amplifier circuit of MOSFET differential amplifier 100, N-type field effect transistors Mn1 and Mn2 and P-type field effect transistors Mp1 and Mp2 are field effect transistor pairs that require high characteristic relative accuracy, respectively. This is because in the MOSFET differential amplifier 100, important circuit characteristics such as the input offset voltage are determined by the characteristic relative accuracy of these field effect transistor pairs.

従来から、電界効果トランジスタ対の特性相対精度を高めるために、例えば特許文献1〜5に開示されているように、電界効果トランジスタ対を構成する第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタのそれぞれを分割し、分割された複数個の電界効果トランジスタ素子を互いに並列接続した構造とする技術が用いられている。これによって、分割後の個々の電界効果トランジスタの特性ばらつきが相殺され、その中心値に近づくように作用するため、電界効果トランジスタ対の特性相対精度が向上する。   Conventionally, in order to increase the characteristic relative accuracy of a field effect transistor pair, as disclosed in Patent Documents 1 to 5, for example, a first field effect transistor and a second field effect transistor that constitute the field effect transistor pair Is used, and a plurality of divided field effect transistor elements are connected in parallel to each other. As a result, the characteristic variations of the individual field effect transistors after the division are canceled out, and the characteristic relative accuracy of the field effect transistor pair is improved because it acts to approach the center value.

また、電界効果トランジスタ対の特性相対精度を向上させるレイアウト技術として、特許文献4には、複数個に分割された対をなす第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタのそれぞれを、重心位置が共通になるように点対称に配置するレイアウト技術が開示されている。   Further, as a layout technique for improving the characteristic relative accuracy of a pair of field effect transistors, Patent Document 4 discloses that each of a first field effect transistor and a second field effect transistor forming a plurality of pairs is divided by a center of gravity. A layout technique has been disclosed in which the positions are symmetrically arranged so that the positions are common.

その一例として、図10に、分割数が「2」の場合の配置例を示している。   As an example, FIG. 10 shows an arrangement example when the number of divisions is “2”.

図10に示す回路例では、第1の電界効果トランジスタについて、そのゲート電極幅を2分割して電界効果トランジスタM1aおよびM1bが構成され、第2の電界効果トランジスタについて、そのゲート電極幅を2分割して電界効果トランジスタM2aおよびM2bが構成されている。第1の電界効果トランジスタM1aと第2の電界効果トランジスタM2bとは共通のソース電極Sを間に介して左右に形成され、両外側にそれぞれのドレイン電極D1およびD2が形成されている。また、その下に、第2の電界効果トランジスタM2aと第1の電界効果トランジスタM1bとが、共通のソース電極Sを間に介して左右に形成され、両外側にそれぞれのドレイン電極D2およびD1が形成されている。このように、第1の電界効果トランジスタM1aおよびM1bと、第2の電界効果トランジスタM2aおよびM2bとがそれぞれ、点対称に配置されている。   In the circuit example shown in FIG. 10, the gate electrode width of the first field effect transistor is divided into two to form field effect transistors M1a and M1b, and the gate electrode width of the second field effect transistor is divided into two. Thus, field effect transistors M2a and M2b are configured. The first field effect transistor M1a and the second field effect transistor M2b are formed on the left and right sides with a common source electrode S therebetween, and the drain electrodes D1 and D2 are formed on both outer sides. Below that, a second field-effect transistor M2a and a first field-effect transistor M1b are formed on the left and right sides with a common source electrode S interposed therebetween, and the drain electrodes D2 and D1 are provided on both sides. Is formed. Thus, the first field effect transistors M1a and M1b and the second field effect transistors M2a and M2b are arranged point-symmetrically, respectively.

また、電界効果トランジスタ対の特性相対精度を向上させるレイアウト技術として、特許文献5には、分割後に、電界効果トランジスタのゲート電極長方向の位置座標値の総和が、対をなす第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタのそれぞれで等しくなるように配置するレイアウト技術が開示されている。   As a layout technique for improving the characteristic relative accuracy of a pair of field effect transistors, Patent Document 5 discloses a first field effect in which, after division, the sum of position coordinate values in the gate electrode length direction of a field effect transistor forms a pair. A layout technique in which the transistors and the second field effect transistors are arranged to be equal to each other is disclosed.

一般に、半導体集積回路において、差動増幅回路やカレントミラー回路などを構成する際に、電界効果トランジスタ対の特性相対精度が悪く、対をなす第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流値に大きな差が生じると、回路性能が劣化し、さらには半導体集積回路の歩留まり低下に至る要因となる。これを避けるために、ゲート電極長やゲート電極幅を大きく設計する方法があるが、これらの方法では、回路の占有面積を増大させるという問題が生じる。   Generally, when configuring a differential amplifier circuit, a current mirror circuit, etc. in a semiconductor integrated circuit, the characteristic relative accuracy of the field effect transistor pair is poor, and the first field effect transistor and the second field effect transistor forming a pair If a large difference occurs in the current value between the two, the circuit performance deteriorates, and further, the yield of the semiconductor integrated circuit is reduced. In order to avoid this, there are methods in which the gate electrode length and the gate electrode width are designed to be large. However, these methods have a problem of increasing the area occupied by the circuit.

特許文献5に開示されているレイアウト技術は、上記問題を克服した技術であり、電界効果トランジスタ対の総ゲート電極面積を増やすことなく、それぞれの電界効果トランジスタを分割した後の配置によって、電界効果トランジスタ対の特性相対精度を向上させている。
特開平4−73961号公報 特開平5−243865号公報 特開平8−116222号公報 特開2000−91504号公報 特開2000−36582号公報
The layout technique disclosed in Patent Document 5 is a technique that overcomes the above-described problem, and does not increase the total gate electrode area of a pair of field effect transistors, and the field effect transistors can be arranged by dividing each field effect transistor. The characteristic relative accuracy of the transistor pair is improved.
JP-A-4-73961 JP-A-5-243865 JP-A-8-116222 JP 2000-91504 A JP 2000-36582 A

上述した従来技術では、回路特性の安定化を図る上で重要な役割を果たす各電界効果トランジスタ対の特性相対精度を向上させるために、対をなす第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタのそれぞれを分割し、互いに並列接続した構造とした上で、隣接距離において対称性を有するように、分割された各電界効果トランジスタを配置している。   In the above-described prior art, in order to improve the characteristic relative accuracy of each field effect transistor pair that plays an important role in stabilizing the circuit characteristics, the first field effect transistor and the second field effect that form a pair are used. Each of the divided field effect transistors is arranged so that each transistor is divided and connected in parallel to each other and has symmetry in the adjacent distance.

一般に、電界効果トランジスタ対の各々の総ゲート電極面積を大きくすることは、特性相対精度を向上させる効果があるが、半導体集積回路上で電界効果トランジスタの占有面積を増大させるという問題が生じる。したがって、総ゲート電極面積は、回路動作・回路面積・消費電力などによって予め決定される固定値として分割し、分割された各電界効果トランジスタの配置を行うことが望ましい。   In general, increasing the total gate electrode area of each field effect transistor pair has the effect of improving the relative accuracy of characteristics, but causes a problem of increasing the area occupied by the field effect transistor on the semiconductor integrated circuit. Therefore, it is desirable to divide the total gate electrode area as a fixed value determined in advance by circuit operation, circuit area, power consumption, etc., and to arrange the divided field effect transistors.

実際に、それらの回路を設計する際には、電界効果トランジスタの分割数を決定するか、または分割単位とするゲート電極幅を決定する必要がある。しかしながら、電界効果トランジスタの分割数、または分割単位とするゲート電極幅は、回路設計者が最小の分割後のゲート電極幅のみを指定する方法や、与えられた配置領域に対するレイアウト後の占有面積効率を考慮して分割する方法などによって決定されている。   Actually, when designing these circuits, it is necessary to determine the number of divisions of the field effect transistor or to determine the gate electrode width as a division unit. However, the number of field effect transistor divisions or the gate electrode width as a division unit can be determined by a method in which a circuit designer specifies only the smallest divided gate electrode width, or the occupied area efficiency after layout for a given arrangement region. It is determined by the method of dividing considering the above.

しかしながら、これらの方法によって電界効果トランジスタの分割数や分割単位とするゲート電極幅を決定する場合には、製造上のばらつきに起因する電界効果トランジスタ対の特性相対ばらつきや、対象回路の回路特性ばらつきへの影響を考える上で、最適な電界効果トランジスタの分割数または分割単位とするゲート電極幅であるとは限らないという問題がある。   However, when determining the number of field-effect transistor divisions and the gate electrode width as the division unit by these methods, the relative variations in characteristics of field-effect transistor pairs due to manufacturing variations and the variations in circuit characteristics of the target circuit In consideration of the influence on the gate electrode, there is a problem that the gate electrode width is not necessarily the optimum number of divisions or division units of the field effect transistor.

また、半導体集積回路を構成する抵抗素子対についても、電界効果トランジスタ対の場合と同様に、抵抗素子の長さと抵抗素子の幅を大きく設計することによって特性相対精度が向上する傾向がある。この場合にも、半導体集積回路上で抵抗素子の占有面積を防ぐために、抵抗素子対を構成する第1の抵抗素子および第2の抵抗素子をそれぞれ複数個に分割し、交互に配置するレイアウト技術が用いられている。したがって、この抵抗素子対についても、分割数を決定する必要があり、電界効果トランジスタ対の場合と同様な問題が生じる。   Also, with respect to the resistor element pair constituting the semiconductor integrated circuit, the relative characteristic accuracy tends to be improved by designing the length of the resistor element and the width of the resistor element to be large as in the case of the field effect transistor pair. Also in this case, in order to prevent the area occupied by the resistance elements on the semiconductor integrated circuit, the layout technique in which the first resistance elements and the second resistance elements constituting the resistance element pair are divided into a plurality of parts and are alternately arranged. Is used. Therefore, it is necessary to determine the number of divisions for this resistive element pair, and the same problem as in the case of the field effect transistor pair arises.

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、半導体集積回路内で高い特性相対精度を必要とするそれぞれの電界効果トランジスタ対に対して、最も特性相対精度が高くなるような最適な電界効果トランジスタの分割数を決定し、得られた分割数を用いて回路設計を自動的に行う半導体集積回路設計装置、半導体集積回路設計方法、半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法、半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法、半導体集積回路の製造方法、これらをコンピュータに実行させるための制御プログラムおよび、これを記録した可読記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and provides an optimum field effect that provides the highest characteristic relative accuracy for each field effect transistor pair that requires high characteristic relative accuracy in a semiconductor integrated circuit. Semiconductor integrated circuit design apparatus, semiconductor integrated circuit design method, semiconductor integrated circuit current value relative variation characteristic evaluation method, semiconductor integrated circuit, which determines transistor division number and automatically performs circuit design using the obtained division number An object of the present invention is to provide a resistance value relative variation characteristic evaluation method, a semiconductor integrated circuit manufacturing method, a control program for causing a computer to execute these, and a readable recording medium on which the control program is recorded.

本発明の半導体集積回路設計方法は、半導体基板に、同一導電型で同一ゲート電極サイズである第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタからなる電界効果トランジスタ対が配置され、該第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタがそれぞれ、ゲート電極幅方向に分割されたn個(nは1以上の整数)の電界効果トランジスタ素子が並列接続されて構成される半導体集積回路をコンピュータを用いて自動設計する半導体集積回路設計方法であって、該電界効果トランジスタの分割数を決定する際に、製造上のばらつきに起因して生じる第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流値相対ばらつきを分割数の関数で表し、該電流値相対ばらつきを最小にする分割数を演算処理部が数式的に導出し、導出した分割数を用いて半導体集積回路を自動設計し、そのことにより上記目的が達成される。   In the semiconductor integrated circuit design method of the present invention, a field effect transistor pair including a first field effect transistor and a second field effect transistor having the same conductivity type and the same gate electrode size is disposed on a semiconductor substrate, Each of the field effect transistor and the second field effect transistor is a computer integrated with a semiconductor integrated circuit configured by connecting n field effect transistor elements (n is an integer of 1 or more) divided in the gate electrode width direction in parallel. A semiconductor integrated circuit design method for automatically designing using a first and second field effect transistors caused by manufacturing variations when determining the number of divisions of the field effect transistors The current value relative variation between and is expressed as a function of the number of divisions, and the number of divisions that minimizes the current value relative variation is calculated. Management unit is derived mathematically, automatically designing a semiconductor integrated circuit by using the division number derived, the objects can be achieved.

本発明の半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法は、半導体基板に、同一導電型で同一ゲート電極サイズである第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタからなる電界効果トランジスタ対が配置され、該第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタがそれぞれ、ゲート電極幅方向に分割されたn個(nは1以上の整数)の電界効果トランジスタ素子が並列接続されて構成される半導体集積回路に対して、電流値相対ばらつき特性をコンピュータを用いて自動評価する半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法であって、該半導体基板にN型の電界効果トランジスタ対およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかが形成される場合に、該N型および該P型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、ある電源電圧条件における該第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流値相対ばらつきと、1をゲート電極面積の平方根で割った値との関係を示すグラフに対して、演算処理部により下記式(1)を用いて近似することによって、電流値相対ばらつき特性をモデル化し、そのことにより上記目的が達成される。   According to a method for evaluating a current value relative variation characteristic of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, a field effect transistor pair including a first field effect transistor and a second field effect transistor having the same conductivity type and the same gate electrode size is provided on a semiconductor substrate. Each of the first field effect transistor and the second field effect transistor is configured by connecting in parallel n (n is an integer of 1 or more) field effect transistor elements divided in the gate electrode width direction. A semiconductor integrated circuit current value relative variation characteristic evaluation method for automatically evaluating a current value relative variation characteristic for a semiconductor integrated circuit using a computer, wherein the semiconductor substrate includes an N-type field effect transistor pair and a P-type When at least one of the pair of field effect transistors is formed, the N-type and P-type field effects For at least one of the pair of transistors, a current value relative variation between the first field effect transistor and the second field effect transistor under a certain power supply voltage condition, and a value obtained by dividing 1 by the square root of the gate electrode area The graph indicating the relationship is approximated by the arithmetic processing unit using the following formula (1) to model the current value relative variation characteristics, thereby achieving the above object.

但し、σIds:電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
α、β:実測特性値に合わせ込むための変数(フィッティングパラメータ)、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
Where σ Ids : current value relative variation (standard deviation value),
α, β: Variables (fitting parameters) to match the measured characteristic values
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.

また、好ましくは、本発明の半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法におけるN型およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、前記第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流値相対ばらつきと、1をゲート電極面積の平方根で割った値との関係を、電源電圧条件毎に示した複数のグラフに対して、前記式(17)におけるフィッティングパラメータβを固定値として、フィッティングパラメータαのみを変化させて近似することによって、電流値相対ばらつき特性をモデル化する。   Preferably, at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs in the current value relative variation characteristic evaluation method for a semiconductor integrated circuit according to the present invention, the first field effect transistor and the second field effect transistor are used. The fitting parameter β in the equation (17) is expressed as follows for a plurality of graphs showing the relationship between the current value relative variation between and the value obtained by dividing 1 by the square root of the gate electrode area for each power supply voltage condition. The current value relative variation characteristic is modeled by approximating the fixed value by changing only the fitting parameter α.

また、好ましくは、本発明の半導体集積回路設計方法において、請求項2に記載の半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法を用いて、前記N型およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、前記式(1)によってフィッティングパラメータβを抽出し、該N型およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、分割数が1である場合の電流値相対ばらつきと、複数個に分割した場合の電流値相対ばらつきとの比を、その分割数と抽出されたフィッティングパラメータβとを用いて、分割数を変数として下記式(2)によって表し、その比が最大となる分割数を、電流値相対ばらつきを最小にする分割数として決定する。   Preferably, in the semiconductor integrated circuit design method of the present invention, at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs using the current value relative variation characteristic evaluation method for a semiconductor integrated circuit according to claim 2. In this case, the fitting parameter β is extracted by the above equation (1), and at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs has a current value relative variation when the division number is 1, and a plurality of The ratio of the current value relative variation in the case of division is expressed by the following equation (2) using the number of divisions and the extracted fitting parameter β as a variable, and the number of divisions at which the ratio is maximum The number of divisions that minimizes the current value relative variation is determined.

但し、R(N) :分割数Nを変数とした電流値相対ばらつきの比を表す関数、
N :ゲート電極幅に関する分割数であり、1以上の整数、
σIds、1 :分割なしの場合の電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
σIds、N :N個に分割した場合の電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
β :フィッティングパラメータ、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
Where R (N): a function representing a ratio of relative variations in current value with the number of divisions N as a variable,
N: the number of divisions related to the gate electrode width, an integer of 1 or more,
σ Ids, 1 : current value relative variation (standard deviation value) without division,
σ Ids, N : current value relative variation (standard deviation value) when divided into N pieces,
β: fitting parameter,
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.

また、好ましくは、本発明の半導体集積回路設計方法における前記N型およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、前記ゲート電極面積と、前記抽出されたフィッティングパラメータβとを用いて実数値を下記式(3)により求め、該実数値が1以下の場合には分割数を1とし、該実数値が1よりも大きい場合にはその実数値以上で最小の整数とその実数値以下で最大の整数とを前記式(2)に代入して、電流値相対ばらつき比の結果が大きくなる方の整数を電流値相対ばらつきを最小にする分割数として決定する。   Preferably, for at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs in the semiconductor integrated circuit design method of the present invention, a real value is obtained using the gate electrode area and the extracted fitting parameter β. If the real value is 1 or less, the number of divisions is 1. When the real value is greater than 1, the smallest integer greater than or equal to the real value and the maximum less than or equal to the real value By substituting an integer into the formula (2), the integer with the larger result of the current value relative variation ratio is determined as the division number that minimizes the current value relative variation.

但し、M :実数、
、Ni+1 :整数、
β :フィッティングパラメータ、
S :ゲート電極面積、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
Where M is a real number,
N i , N i + 1 : integer,
β: fitting parameter,
S: gate electrode area,
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.

本発明の半導体集積回路設計方法は、半導体基板に、同一サイズである第1の抵抗素子および第2の抵抗素子からなる抵抗素子対が配置され、該第1の抵抗素子および第2の抵抗素子がそれぞれ、抵抗素子の長さ方向に分割されたn個(nは1以上の整数)の抵抗素子が直列接続されて構成される半導体集積回路をコンピュータを用いて自動設計する半導体集積回路設計方法であって、該抵抗素子の分割数を決定する際に、製造上のばらつきに起因して生じる第1の抵抗素子と第2の抵抗素子との間の抵抗値相対ばらつきを分割数の関数で表し、該抵抗値相対ばらつきを最小にする分割数を演算処理部が数式的に導出し、導出した分割数を用いて半導体集積回路を自動設計し、そのことにより上記目的が達成される。   According to the semiconductor integrated circuit design method of the present invention, a resistive element pair consisting of a first resistive element and a second resistive element having the same size is disposed on a semiconductor substrate, and the first resistive element and the second resistive element Is a semiconductor integrated circuit design method for automatically designing, using a computer, a semiconductor integrated circuit in which n resistance elements (n is an integer of 1 or more) divided in the length direction of the resistance elements are connected in series Then, when determining the number of divisions of the resistance element, the relative variation in resistance value between the first resistance element and the second resistance element caused by the manufacturing variation is a function of the number of divisions. The arithmetic processing unit mathematically derives the division number that minimizes the relative variation of the resistance value, and automatically designs the semiconductor integrated circuit using the derived division number, thereby achieving the above object.

本発明の半導体集積回路の抵抗値ばらつき特性評価方法は、半導体基板に、同一サイズである第1の抵抗素子および第2の抵抗素子からなる抵抗素子対が配置され、該第1の抵抗素子および第2の抵抗素子がそれぞれ、抵抗素子の長さ方向に分割されたn個(nは1以上の整数)の抵抗素子が直列接続されて構成される半導体集積回路に対して、抵抗値相対ばらつき特性をコンピュータを用いて自動評価する半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法であって、該抵抗素子対について、ある電源電圧条件における該第1の抵抗素子と第2の抵抗素子との間の抵抗値相対ばらつきと、1を抵抗素子の面積の平方根で割った値との関係を示すグラフに対して、演算処理部により下記式(4)を用いて近似することによって、抵抗値相対ばらつき特性をモデル化し、そのことにより上記目的が達成される。   According to the semiconductor integrated circuit resistance value variation characteristic evaluation method of the present invention, a resistance element pair consisting of a first resistance element and a second resistance element having the same size is disposed on a semiconductor substrate, and the first resistance element and Relative variation in resistance value with respect to a semiconductor integrated circuit in which n resistance elements (n is an integer of 1 or more) divided in the length direction of the resistance elements are connected in series. A resistance-relative variation characteristic evaluation method for a semiconductor integrated circuit that automatically evaluates a characteristic using a computer, wherein the resistance element pair is between a first resistance element and a second resistance element under a certain power supply voltage condition. Is approximated using the following equation (4) by the arithmetic processing unit to a graph showing the relationship between the relative resistance value variation and the value obtained by dividing 1 by the square root of the area of the resistance element. For characteristic modeling the above-described object can be achieved.

但し、σ :抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
α、β:実測特性値に合わせ込むための変数(フィッティングパラメータ)、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
However, σ R : Relative variation of resistance value (standard deviation value),
α, β: Variables (fitting parameters) to match the measured characteristic values
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.

また、好ましくは、本発明の半導体集積回路の抵抗値ばらつき特性評価方法における抵抗素子対について、前記第1の抵抗素子と第2の抵抗素子との間の抵抗値相対ばらつきと、1を抵抗素子の面積の平方根で割った値との関係を、電源電圧条件毎に示した複数のグラフに対して、前記式(4)におけるフィッティングパラメータβを固定値として、フィッティングパラメータαのみを変化させて近似することによって、抵抗値相対ばらつき特性をモデル化する。   Preferably, for the resistance element pair in the resistance value variation characteristic evaluation method for a semiconductor integrated circuit according to the present invention, the resistance value relative variation between the first resistance element and the second resistance element, and 1 is the resistance element. Approximating the relationship with the value divided by the square root of the area for each of the power supply voltage conditions by changing only the fitting parameter α, with the fitting parameter β in the equation (4) as a fixed value. By doing so, the resistance value relative variation characteristic is modeled.

また、好ましくは、本発明の半導体集積回路設計方法において、請求項7に記載の上記半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法を用いて、前記抵抗素子対について、前記式(4)によってフィッティングパラメータβを抽出し、該抵抗素子対について、分割数が1である場合の抵抗値相対ばらつきと、複数個に分割された場合の抵抗値相対ばらつきとの比を、その分割数と抽出されたフィッティングパラメータβとを用いて、分割数を変数として下記式(5)によって表し、その比が最大となる分割数を、抵抗値相対ばらつきを最小にする分割数として決定する請求項6に記載の半導体集積回路設計方法。   Preferably, in the method for designing a semiconductor integrated circuit according to the present invention, the resistance element pair is fitted by the equation (4) using the resistance value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit according to claim 7. The parameter β is extracted, and the ratio between the resistance value relative variation when the number of divisions is 1 and the resistance value relative variation when divided into a plurality of the resistance element pairs is extracted as the number of divisions. The fitting parameter β is used to represent the number of divisions as a variable by the following equation (5), and the number of divisions having the maximum ratio is determined as the number of divisions that minimizes the relative resistance variation. Semiconductor integrated circuit design method.

但し、R(N) :分割数Nを変数とした抵抗値相対ばらつきの比を表す関数、
N :抵抗素子の長さに関する分割数であり、1以上の整数、
σR、1 :分割なしの場合の抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
σR、N :N個に分割した場合の抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
β :フィッティングパラメータ、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
Where R (N): a function representing the ratio of relative variation in resistance value with the number of divisions N as a variable,
N: the number of divisions relating to the length of the resistance element, an integer of 1 or more
σ R, 1 : Resistance value relative variation (standard deviation value) without division,
σ R, N : Resistance value relative variation (standard deviation value) when divided into N pieces,
β: fitting parameter,
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.

また、好ましくは、本発明の半導体集積回路設計方法における抵抗素子対について、前記抵抗素子の面積と、前記抽出されたフィッティングパラメータβとを用いて実数値を下記式(6)により求め、該実数値が1以下の場合には分割数を1とし、該実数値が1よりも大きい場合にはその実数値以上で最小の整数とその実数値以下で最大の整数とを前記式(5)に代入して、抵抗値相対ばらつき比の結果が大きくなる方の整数を抵抗値相対ばらつきを最小にする分割数として決定する。   Preferably, for the resistor element pair in the semiconductor integrated circuit design method of the present invention, a real value is obtained by the following equation (6) using the area of the resistor element and the extracted fitting parameter β. When the numerical value is 1 or less, the number of divisions is set to 1. When the real value is greater than 1, the smallest integer that is greater than or equal to the real value and the largest integer that is less than or equal to the real value are substituted into the equation (5). Thus, the integer with the larger result of the resistance value relative variation ratio is determined as the division number that minimizes the resistance value relative variation.

但し、M :実数、
Ni、Ni+1:整数、
β :フィッティングパラメータ、
S :抵抗素子の面積、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
Where M is a real number,
Ni, Ni + 1: integer,
β: fitting parameter,
S: area of the resistance element,
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.

本発明の制御プログラムは、請求項1〜10のいずれかに記載の方法の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、そのことにより上記目的が達成される。   The control program of the present invention is a program for causing a computer to execute the processing procedure of the method according to any one of claims 1 to 10, thereby achieving the above object.

本発明の可読記録媒体は、請求項11に記載の上記制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、そのことにより上記目的が達成される。   A readable recording medium of the present invention is a computer-readable recording medium in which the control program according to claim 11 is recorded, whereby the above object is achieved.

本発明の半導体集積回路の製造方法は、請求項1,4,5,6,9および10のいずれかに記載の半導体集積回路設計方法の処理手順により得た分割数を反映させた回路情報に基づいて半導体集積回路を製造し、そのことにより上記目的が達成される。   The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes circuit information reflecting the number of divisions obtained by the processing procedure of the semiconductor integrated circuit design method according to any one of claims 1, 4, 5, 6, 9, and 10. Based on this, a semiconductor integrated circuit is manufactured, thereby achieving the above object.

本発明の半導体集積回路設計装置は、設計対象の半導体集積回路の回路構成と、各電界効果トランジスタ素子および抵抗素子の少なくともいずれかの素子サイズとを含む回路情報から、特性相対精度が要求される全ての電界効果トランジスタ対および抵抗素子対の少なくともいずれかに対して、請求項1および6の少なくとも一方に記載の半導体集積回路設計方法を用いて得た分割数を反映させた回路情報を生成する演算処理部を有し、そのことにより上記目的が達成される。   The semiconductor integrated circuit design apparatus of the present invention requires characteristic relative accuracy from circuit information including a circuit configuration of a semiconductor integrated circuit to be designed and at least one element size of each field effect transistor element and resistor element. Circuit information reflecting the division number obtained by using the semiconductor integrated circuit design method according to at least one of claims 1 and 6 is generated for at least one of all field effect transistor pairs and resistor element pairs. An arithmetic processing unit is provided, thereby achieving the above object.

上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。   The operation of the present invention will be described below with the above configuration.

本発明の半導体集積回路設計方法では、半導体基板に、同一導電型で同一ゲート電極サイズである第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタからなる電界効果トランジスタ対が配置され、その電界効果トランジスタ対の第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタがそれぞれ、ゲート電極幅方向に分割された複数個の電界効果トランジスタが互いに並列接続されているか、または分割されずに1つの電界効果トランジスタによって構成されている半導体集積回路設計において、その分割数を決定する際に、製造上のばらつきに起因した第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流差の標準偏差値(以下、電流値相対ばらつき特性という)を分割数の関数で表す。この電流値相対ばらつきを最小にする分割数を数式的に導出し、得られた最適な分割数を用いて回路設計を行う。   In the semiconductor integrated circuit design method of the present invention, a field effect transistor pair including a first field effect transistor and a second field effect transistor having the same conductivity type and the same gate electrode size is disposed on a semiconductor substrate. Each of the first field effect transistor and the second field effect transistor of the transistor pair includes a plurality of field effect transistors divided in the gate electrode width direction, connected in parallel to each other, or one field effect without being divided. In designing a semiconductor integrated circuit composed of transistors, when determining the number of divisions, the standard deviation of the current difference between the first field effect transistor and the second field effect transistor due to manufacturing variations is determined. A value (hereinafter referred to as a current value relative variation characteristic) is expressed as a function of the number of divisions. The number of divisions that minimizes the current value relative variation is mathematically derived, and the circuit design is performed using the obtained optimum number of divisions.

具体的には、N型電界効果トランジスタ対およびP型電界効果トランジスタ対のそれぞれについて、第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流値相対ばらつきを、数式を用いて近似することによってモデル化し、電流値相対ばらつき特性を評価する。対象とする電界効果トランジスタ対のゲート電極面積と、モデル式から抽出したフィッティングパラメータを用いて、電流値相対ばらつきが最小となる分割数を数式より求め、得られた分割数を用いて回路設計を行う。   Specifically, for each of the N-type field effect transistor pair and the P-type field effect transistor pair, the current value relative variation between the first field-effect transistor and the second field-effect transistor is approximated using a mathematical formula. To model the current value relative variation characteristics. Using the gate electrode area of the target field effect transistor pair and the fitting parameters extracted from the model formula, obtain the number of divisions that minimize the relative variation in current value from the formula, and design the circuit using the obtained number of divisions. Do.

また同様に、本発明の半導体集積回路設計方法では、半導体基板に形成された同一サイズである第1の抵抗素子および第2の抵抗素子からなる抵抗素子対が配置され、その抵抗素子対の第1の抵抗素子および第2の抵抗素子がそれぞれ、抵抗素子の長さ方向に分割された複数個の抵抗素子が互いに直列接続されているか、または分割されずに一つの抵抗素子によって構成されている半導体集積回路設計において、分割数を決定する際に、製造上のばらつきに起因した第1の抵抗素子と第2の抵抗素子との間の抵抗差の標準偏差値(以下、抵抗値相対ばらつき特性という)を分割数の関数で表す。この抵抗値相対ばらつきを最小にする分割数を数式的に導出し、得られた最適な分割数を用いて回路設計を行う。   Similarly, in the method of designing a semiconductor integrated circuit according to the present invention, a resistor element pair having the same size and formed of a first resistor element and a second resistor element formed on a semiconductor substrate is disposed. Each of the first resistive element and the second resistive element is composed of a plurality of resistive elements divided in the length direction of the resistive elements, which are connected in series to each other, or are constituted by a single resistive element without being divided. In designing a semiconductor integrated circuit, when determining the number of divisions, the standard deviation value of the resistance difference between the first resistance element and the second resistance element due to manufacturing variations (hereinafter referred to as resistance value relative variation characteristics). Is expressed as a function of the number of divisions. The number of divisions that minimizes the relative variation in resistance value is mathematically derived, and circuit design is performed using the obtained optimum number of divisions.

具体的には、抵抗素子対のそれぞれについて、第1の抵抗素子と第2の抵抗素子との間の抵抗値相対ばらつきを、数式を用いて近似することによってモデル化し、抵抗値相対ばらつき特性を評価する。対象とする抵抗素子の面積と、モデル式から抽出したフィッティングパラメータを用いて、抵抗値相対ばらつきが最小となる分割数を数式により求め、得られた分割数を用いて回路設計を行う。   Specifically, for each of the resistance element pairs, the resistance value relative variation between the first resistance element and the second resistance element is modeled by approximating using a mathematical formula, and the resistance value relative variation characteristic is expressed. evaluate. Using the area of the target resistance element and the fitting parameter extracted from the model equation, the number of divisions that minimizes the relative variation in resistance value is obtained by an equation, and the circuit design is performed using the obtained number of divisions.

本発明の半導体集積回路設計装置にあっては、上記電界効果トランジスタ対や抵抗素子対を相対ばらつきが最小となる最適な分割数を決定する半導体集積回路設計方法を用いて、回路構成と各電界効果トランジスタ素子および抵抗素子のサイズが確定した入力回路情報に対して、特性相対精度が要求される全ての電界効果トランジスタ対および抵抗素子対を対象として、電界効果トランジスタ対および抵抗素子対のそれぞれを最適な分割数で分割し、分割数を反映した回路情報を生成することができる。   In the semiconductor integrated circuit design apparatus of the present invention, the circuit configuration and each electric field are determined using the semiconductor integrated circuit design method for determining the optimum number of divisions that minimizes the relative variation between the field effect transistor pair and the resistor element pair. For the input circuit information in which the size of the effect transistor element and the resistance element is determined, for each field effect transistor pair and the resistance element pair that require characteristic relative accuracy, It is possible to divide by the optimum division number and generate circuit information reflecting the division number.

本発明によれば、生産工場・製造プロセスにより製造される半導体集積回路が固有に有するN型およびP型電界効果トランジスタ対それぞれの特性相対ばらつきや抵抗素子対の特性相対ばらつきを基にして、数理統計的に最適な分割数を決定している。これにより、製造上のばらつきに起因した影響が低減され、回路特性ばらつきが小さく、安定した半導体集積回路が得られる。   According to the present invention, mathematical operations are performed based on the relative characteristic variations of the N-type and P-type field effect transistor pairs inherent in the semiconductor integrated circuit manufactured by the production factory and the manufacturing process and the characteristic relative variations of the resistance element pairs. A statistically optimal number of partitions is determined. As a result, the influence due to the manufacturing variation is reduced, the circuit characteristic variation is small, and a stable semiconductor integrated circuit can be obtained.

本発明によれば、生産工場・製造プロセスにより製造される半導体集積回路が固有に有するN型およびP型電界効果トランジスタ対のそれぞれの特性相対ばらつきや抵抗素子対の特性相対ばらつきを基にして、相対ばらつき特性が最小となる素子対各々の分割数を決定し、得られた最適な分割数を用いて回路設計をすることができる。また、本発明の半導体集積回路設計方法を用いて、自動的に最適な分割数で電界効果トランジスタ対や抵抗素子対を分割することができる半導体集積回路設計装置を実現することができる。これにより、製造上のばらつきに起因した回路特性への影響を低減して、回路特性ばらつきが小さく、動作が安定した半導体集積回路を得ることができて、歩留まりを向上させることができる。   According to the present invention, based on the characteristic relative variation of each of the N-type and P-type field effect transistor pairs inherent in the semiconductor integrated circuit manufactured by the production factory / manufacturing process and the characteristic relative variation of the resistance element pairs, It is possible to determine the number of divisions of each element pair that minimizes the relative variation characteristic, and to design a circuit using the obtained optimum number of divisions. Further, it is possible to realize a semiconductor integrated circuit design apparatus that can automatically divide field effect transistor pairs and resistor element pairs by an optimum division number by using the semiconductor integrated circuit design method of the present invention. As a result, it is possible to reduce the influence on the circuit characteristics due to the manufacturing variation, to obtain a semiconductor integrated circuit in which the circuit characteristic variation is small and the operation is stable, and the yield can be improved.

以下に、本発明の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法の実施形態1、これを用いた本発明の半導体集積回路設計装置の実施形態2、さらには本発明の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法の実施形態3について、図面を参照しながら順次説明する。
(実施形態1)
本実形態1では、本発明の半導体集積回路の設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法の実施形態について説明する。
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit design method and a semiconductor integrated circuit current evaluation method of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention, a semiconductor integrated circuit design apparatus according to a second embodiment of the present invention using the method, and a further Embodiment 3 of a semiconductor integrated circuit design method and a semiconductor integrated circuit resistance value relative variation characteristic evaluation method will be sequentially described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
In this first embodiment, an embodiment of a method for designing a semiconductor integrated circuit and a method for evaluating a current value relative variation characteristic of a semiconductor integrated circuit according to the present invention will be described.

図1は、本実施例の半導体集積回路の設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法の処理手順の概要を示すフローチャートである。   FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a processing procedure of a semiconductor integrated circuit design method and a current value relative variation characteristic evaluation method of a semiconductor integrated circuit according to the present embodiment.

以下、図1のフローチャートを用いて、本実施形態1の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法の各処理手順について順に説明する。なお、図1に破線Aで囲んだ部分は、本実施形態1の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法を実施するための準備段階を示し、図1に実線Bで囲んだ部分は、本実施形態1の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法の各処理手順を示している。   Hereinafter, each processing procedure of the semiconductor integrated circuit design method and the current value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment will be described in order with reference to the flowchart of FIG. 1 indicates a preparatory stage for carrying out the semiconductor integrated circuit design method and the current value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit of the first embodiment, and the solid line B in FIG. The portions enclosed by the squares indicate the processing procedures of the semiconductor integrated circuit design method and the current value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment.

始めに、図1に破線Aで囲んだ部分である、本実施形態1の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法を実施するための準備段階について説明する。   First, a preparation stage for carrying out the semiconductor integrated circuit design method of the first embodiment and the current value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit, which is a portion surrounded by a broken line A in FIG. 1, will be described.

図1に示すように、まず、ステップS11では、相対精度評価回路として、複数種類のゲート電極長およびゲート電極幅のN型/P型それぞれの電界効果トランジスタ対を用いて、図2に示すようなカレントミラー回路10を同一半導体基板上に作製する。図2のカレントミラー回路10は、同じ導電型の第1の電界効果トランジスタM1および第2の電界効果トランジスタM2が電源電圧VDDの入力端子と接地電位(グランド)の接続端との間に接続され、第1の電界効果トランジスタM1における電源電圧側の端子と電源電圧入力端子との間の接続点に、共通接続された電界効果トランジスタM1およびM2の各ゲート電極が接続されている。   As shown in FIG. 1, first, in step S11, as a relative accuracy evaluation circuit, a plurality of types of N-type / P-type field effect transistor pairs of gate electrode lengths and gate electrode widths are used, as shown in FIG. A current mirror circuit 10 is fabricated on the same semiconductor substrate. In the current mirror circuit 10 of FIG. 2, a first field effect transistor M1 and a second field effect transistor M2 of the same conductivity type are connected between an input terminal of a power supply voltage VDD and a connection terminal of a ground potential (ground). The gate electrodes of the commonly connected field effect transistors M1 and M2 are connected to a connection point between the power supply voltage side terminal and the power supply voltage input terminal of the first field effect transistor M1.

次に、ステップS12では、ステップS11で作製した各評価回路に対して、複数の電源電圧(VDD)条件にて、第1の電界効果トランジスタM1および第2の電界効果トランジスタM2それぞれの電流値を測定する。対をなすN型/P型電界効果トランジスタのそれぞれに対して、各ゲート電極サイズの電界効果トランジスタ対における電流値相対ばらつき特性を、電界効果トランジスタ対のゲート電極面積の平方根の逆数をX軸とし、電流値相対ばらつきをY軸として、グラフにプロットして評価を行う。   Next, in step S12, the current values of the first field effect transistor M1 and the second field effect transistor M2 are set for each evaluation circuit fabricated in step S11 under a plurality of power supply voltage (VDD) conditions. taking measurement. For each of the N-type / P-type field effect transistors forming a pair, the current value relative variation characteristics in the field effect transistor pair of each gate electrode size are represented by the reciprocal of the square root of the gate electrode area of the field effect transistor pair as the X axis. The evaluation is performed by plotting the current value relative variation on the graph using the Y axis.

一方、本実施形態1の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法の適用対象となる半導体集積回路の回路情報については、以下のように準備する。   On the other hand, circuit information of the semiconductor integrated circuit to which the semiconductor integrated circuit design method and the semiconductor integrated circuit current value relative variation characteristic evaluation method of the first embodiment are applied is prepared as follows.

まず、ステップS21では、半導体集積回路の回路構成を決定する。具体的には、電界効果トランジスタ素子や抵抗素子、容量素子などの接続情報が決定される。   First, in step S21, the circuit configuration of the semiconductor integrated circuit is determined. Specifically, connection information such as a field effect transistor element, a resistance element, and a capacitor element is determined.

次に、ステップS22では、回路構成が決定された半導体集積回路に対して回路シミュレーションを実施する。回路シミュレーション結果を基に、回路特性が設計仕様を満たすように、対象回路を構成する各電界効果トランジスタ素子のゲート電極長およびゲート電極幅を決定する。以下、各電界効果トランジスタ素子のゲート電極長およびゲート電極幅を一括して、「サイズ情報」と言う。   Next, in step S22, circuit simulation is performed on the semiconductor integrated circuit whose circuit configuration has been determined. Based on the circuit simulation result, the gate electrode length and the gate electrode width of each field effect transistor element constituting the target circuit are determined so that the circuit characteristics satisfy the design specification. Hereinafter, the gate electrode length and the gate electrode width of each field effect transistor element are collectively referred to as “size information”.

さらに、ステップS23では、対象回路を構成する全素子のサイズ情報の中から、回路動作や回路特性に対して影響があり、相対精度が必要とされる素子対についてのみ、サイズ情報を獲得する。   Further, in step S23, size information is acquired only for element pairs that have an influence on circuit operation and circuit characteristics and require relative accuracy from among the size information of all elements constituting the target circuit.

以上の各処理ステップまでが、本実施形態1の半導体集積回路設計方法において、特性相対ばらつきを最小にする分割数を決定するための準備段階に関する処理手順である。   The above processing steps are the processing procedure relating to the preparation stage for determining the number of divisions that minimize the characteristic relative variation in the semiconductor integrated circuit design method of the first embodiment.

次に、図1に実線Bで囲んだ部分である本実施形態1の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法に関する各処理手順について、順に説明する。   Next, each processing procedure relating to the semiconductor integrated circuit design method of the first embodiment and the current value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit, which is a portion surrounded by a solid line B in FIG.

図3は、N型電界効果トランジスタ対について、印加される電源電圧(Vdd)が一定である条件下で、各ゲート電極サイズの電界効果トランジスタ対における電流値相対ばらつき特性を評価した結果の一例を示すグラフである。図3のX軸は電界効果トランジスタ対のゲート電極面積の平方根の逆数を示し、Y軸は電流値相対ばらつき(標準偏差値)を示している。   FIG. 3 shows an example of the results of evaluating the current value relative variation characteristics of a field effect transistor pair of each gate electrode size under the condition that the applied power supply voltage (Vdd) is constant for the N-type field effect transistor pair. It is a graph to show. The X axis in FIG. 3 represents the reciprocal of the square root of the gate electrode area of the field effect transistor pair, and the Y axis represents the current value relative variation (standard deviation value).

図3に示すように、実測された電流値相対ばらつき特性は、下記式(1)を用いて近似することによってモデル化することができる。   As shown in FIG. 3, the measured current value relative variation characteristic can be modeled by approximating it using the following equation (1).

但し、σIds:電流値相対ばらつき(標準偏差値)、α,β:フィッティングパラメータ、L:ゲート電極長、W:ゲート電極幅とする。   However, σIds: current value relative variation (standard deviation value), α, β: fitting parameter, L: gate electrode length, W: gate electrode width.

但し、σIds:電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
α、β:実測特性値に合わせ込むための変数(フィッティングパラメータ)、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
Where σ Ids : current value relative variation (standard deviation value),
α, β: Variables (fitting parameters) to match the measured characteristic values
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.

図1のステップS30では、N型/P型各々の電界効果トランジスタ対について、上記式(1)に示すフィッティングパラメータαおよびβを抽出する。一般に、電源電圧(Vdd)条件を変化させた場合に、電流値相対ばらつき特性も変化するが、上記式(1)に示すフィッティングパラメータαのみを用いて、電源電圧(Vdd)への依存性を合わせ込むことが可能である。これによって、任意の電源電圧(Vdd)に対して、フィッティングパラメータβは一意に決まり、フィッティングパラメータβは、N型およびP型電界効果トランジスタ対のそれぞれに対して一つずつ値が決まる。   In step S30 in FIG. 1, the fitting parameters α and β shown in the above equation (1) are extracted for each of the N-type / P-type field effect transistor pairs. Generally, when the power supply voltage (Vdd) condition is changed, the current value relative variation characteristic also changes. However, the dependence on the power supply voltage (Vdd) can be increased by using only the fitting parameter α shown in the above equation (1). Can be combined. Accordingly, the fitting parameter β is uniquely determined for an arbitrary power supply voltage (Vdd), and the value of the fitting parameter β is determined for each of the N-type and P-type field effect transistor pairs.

図4は、N型電界効果トランジスタ対について、複数の電源電圧(Vdd)条件に対して、各ゲート電極サイズの電界効果トランジスタ対における電流値相対ばらつき特性を評価した結果の一例を示すグラフである。図4のX軸は電界効果トランジスタ対のゲート電極面積の平方根の逆数を示し、Y軸は電流値相対ばらつき(標準偏差値)を示している。図4に示す複数の曲線は、上記式(1)に示すフィッティングパラメータβを固定値として、フィッティングパラメータαを異ならせることによって、電流値相対ばらつき特性の電源電圧(Vdd)への依存性に合わせ込んだものである。   FIG. 4 is a graph showing an example of the result of evaluating the current value relative variation characteristics of a field effect transistor pair of each gate electrode size for a plurality of power supply voltage (Vdd) conditions for an N-type field effect transistor pair. . The X axis in FIG. 4 represents the reciprocal of the square root of the gate electrode area of the field effect transistor pair, and the Y axis represents the current value relative variation (standard deviation value). The plurality of curves shown in FIG. 4 match the dependency of the current value relative variation characteristics on the power supply voltage (Vdd) by varying the fitting parameter α with the fitting parameter β shown in the above equation (1) as a fixed value. It is complicated.

次に、図1のステップS40における分割数の決定処理について説明する前に、本実施形態1の半導体集積回路設計方法の原理について説明する。   Next, the principle of the semiconductor integrated circuit design method of the first embodiment will be described before describing the division number determination process in step S40 of FIG.

一般に、対をなす第1および第2の電界効果トランジスタのそれぞれを分割し、互いに並列接続された構造とする理由は、分割後の個々の電界効果トランジスタの特性ばらつきが相殺されて、その中心値に近づくように作用するため、結果として電界効果トランジスタ対の特性相対精度が向上するからである。   In general, the reason why each of the paired first and second field effect transistors is divided and connected in parallel to each other is that the variation in characteristics of the individual field effect transistors after the division is offset, and the central value thereof This is because the characteristic relative accuracy of the field effect transistor pair is improved as a result.

以下に、電界効果トランジスタの分割およびその相対ばらつき特性に関して、図5を用いて説明する。   Hereinafter, the division of the field effect transistor and the relative variation characteristics thereof will be described with reference to FIG.

図5のAは、分割前の電界効果トランジスタを示す斜視図であり、そのゲート電極長はL、ゲート電極幅はWである。   FIG. 5A is a perspective view showing the field effect transistor before division, and the gate electrode length is L and the gate electrode width is W. FIG.

図5のBは、図5のAに示す電界効果トランジスタをN個に分割した後の電界効果トランジスタを示す図であり、各電界効果トランジスタのゲート電極長はL、各ゲート電極幅はWである。但し、W=W/Nである。 FIG. 5B is a diagram showing the field effect transistor after the field effect transistor shown in FIG. 5A is divided into N pieces. The length of the gate electrode of each field effect transistor is L, and the width of each gate electrode is W N. It is. However, W N = W / N.

図5のCは、図5のBに示す構成単位となる電界効果トランジスタを示す図であり、そのゲート電極長はL、ゲート電極幅はWである。 C of FIG. 5 is a diagram showing a field effect transistor serving as a structural unit shown by B in FIG. 5, the gate electrode length L, the gate electrode width is W N.

ここで、図5に示すA〜Cの各電界効果トランジスタによって電界効果トランジスタ対が構成されたカレントミラー回路における電流値相対ばらつき(標準偏差値)σ〜σについて説明する。 Here, current value relative variations (standard deviation values) σ A to σ C in a current mirror circuit in which a field effect transistor pair is configured by the field effect transistors A to C shown in FIG. 5 will be described.

図5に示すAの電界効果トランジスタによって電界効果トランジスタ対が構成されたカレントミラー回路では、電流値相対ばらつきσは、下記式(7)によって表すことができる。 In the current mirror circuit in which the field effect transistor pair is configured by the field effect transistor of A shown in FIG. 5, the current value relative variation σ A can be expressed by the following equation (7).

但し、ΔIds:第1および第2の電界効果トランジスタ間の電流差とする。 However, ΔIds: current difference between the first and second field effect transistors.

同様に、図5に示すCの電界効果トランジスタによって電界効果トランジスタ対が構成されたカレントミラー回路では、電流値相対ばらつきσcCは、下記式(8)によって表すことができる。 Similarly, in the current mirror circuit in which the field effect transistor pair is configured by the C field effect transistor shown in FIG. 5, the current value relative variation σ cC can be expressed by the following equation (8).

同様に、図5に示すBの電界効果トランジスタによって電界効果トランジスタ対が構成されたカレントミラー回路では、電流値相対ばらつきσは、下記式(9)によって表すことができる。 Similarly, in the current mirror circuit in which the field effect transistor pair is configured by the field effect transistor of B shown in FIG. 5, the current value relative variation σ B can be expressed by the following equation (9).

但し、Sii:i番目の電界効果トランジスタの電流値の分散値、
ij:i番目の電界効果トランジスタの電流値とj番目の電界効果トランジスタの電流値の共分散値とする。
Where S ii : the dispersion value of the current value of the i-th field effect transistor,
S ij : A covariance value of the current value of the i-th field effect transistor and the current value of the j-th field effect transistor.

一般に、各N個の電界効果トランジスタは、同一半導体基板上の同一チップ内における隣接距離(例えば、隣り合う素子間の素子分離領域の距離10um以下)に配置されることから、各N個の電界効果トランジスタは、互いに相関関係無しに電流値がばらつくと仮定してよい。よって、Sij=0(1≦i、j≦N)となる。また、各N個の電界効果トランジスタは、同一のゲート電極サイズであることから、各N個の電界効果トランジスタの電流値の分散値は全て等しいと仮定してよい。よって、S11=S22=・・・=Sii=・・・=SNN(1≦i、j≦N)となる。したがって、上記式(9)は、上記式(8)を用いて、下記式(10)のように近似することができる。 In general, each of N field effect transistors is arranged at an adjacent distance (for example, a distance of 10 μm or less of an element isolation region between adjacent elements) in the same chip on the same semiconductor substrate. It may be assumed that the effect transistors vary in current value without correlation with each other. Therefore, S ij = 0 (1 ≦ i, j ≦ N). Further, since each N field effect transistors have the same gate electrode size, it may be assumed that the dispersion values of the current values of the N field effect transistors are all equal. Therefore, S 11 = S 22 =... = S ii =... = S NN (1 ≦ i, j ≦ N). Therefore, the above equation (9) can be approximated as the following equation (10) using the above equation (8).

次に、図1のステップS40において、電界効果トランジスタ対の電流値相対ばらつきを最小にする分割数を求める処理手順について説明する。 Next, a processing procedure for obtaining the number of divisions that minimizes the relative variation in the current value of the field effect transistor pair in step S40 of FIG. 1 will be described.

まず、電界効果トランジスタの分割前の電流値相対ばらつきと、電界効果トランジスタをN個に分割した後の電流値相対ばらつきとの比を、分割数Nを変数とした下記式(2)に示す関数式によって表す。分割前の電流値相対ばらつきは固定値であることから、その比率関数R(N)が最大となるときが、N個に分割した後の電流値相対ばらつきが最小となるときであり、そのときの分割数Nを求めればよい。   First, a function represented by the following formula (2), where the ratio between the current value relative variation before the division of the field effect transistor and the current value relative variation after the field effect transistor is divided into N pieces, is defined with the division number N as a variable. Expressed by the formula. Since the current value relative variation before the division is a fixed value, the ratio function R (N) becomes the maximum when the current value relative variation after the N division becomes the minimum. What is necessary is just to obtain | require the division | segmentation number N.

但し、R(N) :分割数Nを変数とした電流値相対ばらつきの比を表す関数、
N :ゲート電極幅に関する分割数であり、1以上の整数、
σIds、1 :分割なしの場合の電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
σIds、N :N個に分割した場合の電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
β :フィッティングパラメータ、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
However, R (N): a function representing a ratio of current value relative variation with the number of divisions N as a variable,
N: the number of divisions related to the gate electrode width, an integer of 1 or more,
σ Ids, 1 : current value relative variation (standard deviation value) without division,
σ Ids, N : current value relative variation (standard deviation value) when divided into N pieces,
β: fitting parameter,
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.

図6は、N型電界効果トランジスタ対において、ゲート電極長L=2[um]、ゲート電極幅W=40[um]、フィッティングパラメータβ=5の場合を一例として、分割数NをX軸とし、比率関数R(N)の値をY軸としたグラフを示す。   FIG. 6 shows an example in which the gate electrode length L = 2 [um], the gate electrode width W = 40 [um], and the fitting parameter β = 5 in the N-type field effect transistor pair, and the division number N is taken as the X axis. The graph which made the value of ratio function R (N) the Y-axis is shown.

図6のグラフから、N=3のときに比率関数R(N)が最大となることが分かり、電界効果トランジスタ対の電流値相対ばらつきを最小にする分割数N=3が求まる。また、そのときの比率関数R(N)の値が約1.15であることから、分割後の電流値相対ばらつきは、分割前に比べて87%に減少していると言える。また、上記図10に示す従来技術のように、電界効果トランジスタ対を構成する各電界効果トランジスタのそれぞれが共通重心になるように点対称に配置するレイアウト技術を合わせて適用することによって、さらなる電流値相対ばらつきの減少を図ることができる。   From the graph of FIG. 6, it can be seen that the ratio function R (N) is maximized when N = 3, and the division number N = 3 that minimizes the relative variation of the current value of the field effect transistor pair is obtained. Further, since the value of the ratio function R (N) at that time is about 1.15, it can be said that the current value relative variation after the division is reduced to 87% as compared with that before the division. Further, as in the prior art shown in FIG. 10 described above, by applying a layout technique in which each field effect transistor constituting the field effect transistor pair is arranged point-symmetrically so as to have a common center of gravity, further current can be obtained. It is possible to reduce the relative variation of values.

次に、数式的に電界効果トランジスタ対の電流値相対ばらつきを最小にする分割数Nを求めるため、上記式(2)の比率関数R(N)に対して、変数Nについての一次微分を行い、下記式(11)に示す比率関数R(N)の一次微分関数R’(N)を求める。   Next, in order to obtain mathematically the division number N that minimizes the relative variation in the current value of the field effect transistor pair, a first-order differentiation with respect to the variable N is performed on the ratio function R (N) of the above equation (2). Then, a primary differential function R ′ (N) of the ratio function R (N) shown in the following formula (11) is obtained.

上記式(11)の一次微分関数がR’(N)=0のとき、比率関数R(N)は最大となる。 When the primary differential function of the above equation (11) is R ′ (N) = 0, the ratio function R (N) is maximized.

ここで、求まる分割数Nは整数であるとは限らないことから、下記式(3)に示すように、分割数Nを実数Mに置き直して表す。 Here, since the obtained division number N is not necessarily an integer, the division number N is replaced with a real number M as shown in the following formula (3).

但し、M :実数、
、Ni+1 :整数、
β :フィッティングパラメータ、
S :ゲート電極面積、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
Where M is a real number,
N i , N i + 1 : integer,
β: fitting parameter,
S: gate electrode area,
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.

実数Mが1以下の場合には分割数Nを1とする。また、実数Mが1よりも大きい場合には、その実数M以上で最小の整数Ni+1と、その実数M以下で最大の整数Nとを、上記式(2)に示す関数式に代入し、電流値相対ばらつき比の結果が大きくなる方の整数を、電流値相対ばらつきを最小とする分割数Nとして決定する。 When the real number M is 1 or less, the division number N is set to 1. When the real number M is greater than 1, the smallest integer N i + 1 that is greater than or equal to the real number M and the largest integer N i that is less than or equal to the real number M are substituted into the functional expression shown in the above equation (2). Then, the integer with the larger result of the current value relative variation ratio is determined as the division number N that minimizes the current value relative variation.

図7は、図6に示す比率関数R(N)のグラフを一次微分した結果である一次微分関数R’(N)のグラフであり、分割数NをX軸とし、比率関数R(N)の一次微分値をY軸としている。   FIG. 7 is a graph of a primary differential function R ′ (N), which is a result of primary differentiation of the graph of the ratio function R (N) shown in FIG. 6, and the ratio function R (N) with the division number N as the X axis. Is the Y-axis.

図7に示すグラフから、分割数Nを実数Mで置き直した場合、M=3.2のときに一次微分関数R’(N)が「0」となることが分かる。N≦M≦Ni+1を満たす、実数値M以上で最小の整数Ni+1=4と、実数値M以下で最大の整数Ni=3とを、各々上記式(2)に示す関数式に代入した結果、N=3のときの方が比率関数R(N)の値が大きくなることから、ステップS40において電流値相対ばらつきを最小にする分割数N=3として決定する。 From the graph shown in FIG. 7, when the division number N is replaced with the real number M, it can be seen that the primary differential function R ′ (N) becomes “0” when M = 3.2. The minimum integer Ni + 1 = 4 that is greater than or equal to the real value M, and the maximum integer Ni = 3 that is less than or equal to the real value M, satisfying N i ≦ M ≦ N i + 1 , is assigned to the functional equation shown in the above equation (2). As a result, since the value of the ratio function R (N) is larger when N = 3, the number of divisions N = 3 that minimizes the current value relative variation is determined in step S40.

以上に説明した分割数Nの導出方法によれば、実測の電流値相対ばらつき特性を近似したモデル式である上記式(1)を用いてフィッティングパラメータβを抽出すると共に、対象回路から、相対精度を必要とする電解効果トランジスタ対の素子サイズ情報(ゲート電極長およびゲート電極幅)を取得する必要がある。それらの情報を、上記式(3)に代入することによって、非常に簡単な計算処理によって、回路設計上で最適な分割数Nを決定する基となる実数Mを求めることができる。したがって、非常に短い演算処理時間で相対精度が必要とされる全素子対に対する最適な分割数を決定することが可能となる。   According to the method for deriving the division number N described above, the fitting parameter β is extracted using the above equation (1), which is a model equation approximating the actually measured current value relative variation characteristics, and the relative accuracy is obtained from the target circuit. It is necessary to acquire element size information (gate electrode length and gate electrode width) of a field effect transistor pair that requires By substituting those information into the above equation (3), the real number M that is the basis for determining the optimum division number N in circuit design can be obtained by a very simple calculation process. Therefore, it is possible to determine the optimum number of divisions for all element pairs that require relative accuracy in a very short calculation processing time.

次に、ステップS50では、得られた分割数Nが2以上であるか否かを確認する。換言すると、分割数Nが1であるか否かを確認する。分割数Nが1となるのは、上記式(3)から求めた実数Mが1以下である場合か、または実数Mが1以上で2以下であり、かつ、それぞれの整数1および2を上記(2)に代入した結果、N=1のときの方が比率関数R(N)の値が大きくなる場合である。いずれの場合においても、電界効果トランジスタ対を構成する電界効果トランジスタを2以上の個数に分割することにより、相対ばらつきが大きくなることから、分割前の電界効果トランジスタサイズが小さすぎると言える。したがって、得られた分割数Nが1である場合には、ステップS22に戻って回路シミュレーションを実行することによって、回路動作や回路特性への影響を考慮した上で、対象回路を構成する各素子のサイズを再検討する必要がある。また、得られた分割数Nが2以上である場合には、次のステップS60の処理に進む。   Next, in step S50, it is confirmed whether or not the obtained division number N is 2 or more. In other words, it is confirmed whether or not the division number N is 1. The division number N is 1 when the real number M obtained from the above equation (3) is 1 or less, or when the real number M is 1 or more and 2 or less, and the integers 1 and 2 are set as above. As a result of substituting for (2), the ratio function R (N) is larger when N = 1. In any case, it can be said that the field effect transistor size before the division is too small because the relative variation increases by dividing the field effect transistors constituting the field effect transistor pair into two or more. Therefore, when the obtained division number N is 1, each element constituting the target circuit is performed by considering the influence on the circuit operation and the circuit characteristics by returning to step S22 and executing the circuit simulation. The size of the needs to be reviewed. If the obtained division number N is 2 or more, the process proceeds to the next step S60.

最後に、ステップS60では、ステップS50で得られた分割数Nの情報を、各素子対に反映させることによって、対象回路(回路情報)は最適な分割数情報を有することになる。これにより、本実施形態1の半導体集積回路設計方法の処理は完了する。
(実施形態2)
本実施形態2では、上記実施例1で説明した半導体集積回路設計方法を用いて、電界効果トランジスタ対を構成する電界効果トランジスタを最適な分割数で分割する機能を有する半導体集積回路設計装置について説明する。
Finally, in step S60, the target circuit (circuit information) has optimum division number information by reflecting the information on the division number N obtained in step S50 on each element pair. Thereby, the processing of the semiconductor integrated circuit design method of the first embodiment is completed.
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a semiconductor integrated circuit design apparatus having a function of dividing a field effect transistor constituting a field effect transistor pair by an optimum division number using the semiconductor integrated circuit design method described in the first embodiment will be described. To do.

図8は、本実施形態2の半導体集積回路設計装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図8では、実線矢印はデータの流れを表し、破線矢印は、キーボードおよびマウスなどによる制御部2からの指示出力や、CRTおよび液晶ディスプレイなどにより表示を行う表示部3の画面上への処理結果の出力を表している。   FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the semiconductor integrated circuit design apparatus according to the second embodiment. In FIG. 8, the solid line arrows indicate the flow of data, and the broken line arrows indicate the instruction output from the control unit 2 using a keyboard and a mouse, or the like on the screen of the display unit 3 that performs display using a CRT, a liquid crystal display, or the like. Indicates the output of the processing result.

図8において、半導体集積回路設計装置1はコンピュータシステムで構成されており、キーボードやマウスなどにより回路設計者が入力した操作指令を制御指示として出力する制御部2と、CRTや液晶ディスプレイなどにより処理結果を画面上に表示する表示部3と、LANおよびGPIBなどのネットワークインタフェースや、USBなどのインターフェース、磁気ディスク(FD)および光ディスク(CD)などの可読記憶媒体のインターフェースなどからなるデータ入力部4およびデータ出力部5と、CPU(中央演算処理装置)により演算処理を行う演算処理部6とを有している。なお、データ入力部4とデータ出力部5とは、同一インターフェースであっても良いものとする。   In FIG. 8, the semiconductor integrated circuit design apparatus 1 is configured by a computer system, and is processed by a control unit 2 that outputs an operation command input by a circuit designer as a control instruction using a keyboard, a mouse, or the like, and a CRT or a liquid crystal display. A data input unit 4 including a display unit 3 for displaying the result on a screen, a network interface such as LAN and GPIB, an interface such as USB, and an interface of a readable storage medium such as a magnetic disk (FD) and an optical disk (CD). And a data output unit 5 and an arithmetic processing unit 6 that performs arithmetic processing by a CPU (central processing unit). The data input unit 4 and the data output unit 5 may be the same interface.

演算処理部6は、図示しない可読記録媒体としての記憶手段(ROM)内の制御プログラムおよびそのデータに基づいて、フィッティングパラメータ(α,β)抽出部61と、素子対のサイズ情報獲得部62と、分割数(N)算出部63と、回路情報合成部64との各機能をそれぞれ実行する。この記憶手段(ROM)は、ハードディスク、磁気ディスク(FD)および光ディスク(CD)などで構成されており、これらからデータ再生装置を介して記憶手段(ROM)内の制御プログラムおよびそのデータを読み出してワークメモリ(RAM)内に記憶させることにより、CPUからなる演算処理部6がRAM内の制御プログラムおよびそのデータを用いて各部の機能をそれぞれ実行するようになっている。   The arithmetic processing unit 6 includes a fitting parameter (α, β) extracting unit 61, an element pair size information acquiring unit 62, based on a control program and its data in a storage means (ROM) as a readable recording medium (not shown). Each function of the division number (N) calculation unit 63 and the circuit information synthesis unit 64 is executed. The storage means (ROM) is composed of a hard disk, a magnetic disk (FD), an optical disk (CD), and the like, from which a control program and its data in the storage means (ROM) are read out via a data reproducing device. By storing the data in the work memory (RAM), the arithmetic processing unit 6 including a CPU executes the functions of the respective units using the control program and data in the RAM.

フィッティングパラメータ(α,β)抽出部61は、電界効果トランジスタ対の各ゲート電極サイズにおける電流値相対ばらつき特性と、上記式(1)から求められる電流値相対ばらつき特性との誤差が最小になるように各フィッティングパラメータαおよびβの値を抽出する。   The fitting parameter (α, β) extraction unit 61 minimizes an error between the current value relative variation characteristic at each gate electrode size of the field effect transistor pair and the current value relative variation characteristic obtained from the above equation (1). The values of the fitting parameters α and β are extracted.

素子対のサイズ情報獲得部62は、回路特性上で相対精度が要求される素子対のサイズ情報を獲得する。   The element pair size information acquisition unit 62 acquires element pair size information that requires relative accuracy in terms of circuit characteristics.

分割数(N)算出部63は、フィッティングパラメータβと、素子対のサイズ情報(ゲート電極面積)とから、上記式(3)を用いて、電流値相対ばらつきが最小になる実数値Mを求める。また、分割数(N)算出部63では、実数値Mが1以下の場合には分割数を1とし、実数値Mが1よりも大きい場合にはその実数値M以上で最小の整数とその実数値M以下で最大の整数とを式(2)に代入して、電流値相対ばらつき比の結果が大きくなる方の整数を電流値相対ばらつきを最小にする分割数Nとして決定する。   The division number (N) calculation unit 63 obtains a real value M that minimizes the relative variation of the current value from the fitting parameter β and the size information (gate electrode area) of the element pair using the above equation (3). . Further, in the division number (N) calculation unit 63, when the real value M is 1 or less, the division number is set to 1, and when the real value M is greater than 1, the smallest integer greater than or equal to the real value M and the real value thereof. Substituting the maximum integer less than or equal to M into Equation (2), the integer with the larger result of the current value relative variation ratio is determined as the division number N that minimizes the current value relative variation.

回路情報合成部64は、各素子対を構成する第1および第2の電界効果トランジスタのゲート電極幅Wの情報に、分割数(N)算出部63からの各素子対の分割数Nを反映させる。   The circuit information synthesis unit 64 reflects the division number N of each element pair from the division number (N) calculation unit 63 in the information on the gate electrode width W of the first and second field effect transistors constituting each element pair. Let

上記構成により、本実施形態2の半導体集積回路設計装置1の動作を説明する。   The operation of the semiconductor integrated circuit design apparatus 1 according to the second embodiment will be described with the above configuration.

まず、複数種類のゲート電極サイズのN型/P型それぞれの電界効果トランジスタ対を、複数の電源電圧(Vdd)条件にて測定して得られた、各ゲート電極サイズおよびその電界効果トランジスタ対の電流値相対ばらつき特性情報が、半導体集積回路設計装置1内のデータ入力部4からフィッティングパラメータ(α,β)抽出部61に伝達される。   First, each N-type / P-type field effect transistor pair having a plurality of types of gate electrode sizes was measured under a plurality of power supply voltage (Vdd) conditions. The current value relative variation characteristic information is transmitted from the data input unit 4 in the semiconductor integrated circuit design device 1 to the fitting parameter (α, β) extraction unit 61.

フィッティングパラメータ(α,β)抽出部61では、上記式(1)におけるフィッティングパラメータαおよびβの各値の変動可能範囲が制御部2から入力され、N型/P型それぞれの電界効果トランジスタ対に対して、制御部2から入力された変動可能範囲において、実測された電界効果トランジスタ対の各ゲート電極サイズにおける電流値相対ばらつき特性と、上記式(1)から求められる電流値相対ばらつき特性との誤差が最小になるように各フィッティングパラメータαおよびβの値が抽出される。   In the fitting parameter (α, β) extraction unit 61, the variable range of each value of the fitting parameters α and β in the above equation (1) is input from the control unit 2, and is applied to each N-type / P-type field effect transistor pair. On the other hand, in the variable range input from the control unit 2, the measured current value relative variation characteristic at each gate electrode size of the field effect transistor pair and the current value relative variation characteristic obtained from the above equation (1) The values of the fitting parameters α and β are extracted so that the error is minimized.

その抽出結果情報は表示部3の表示画面上に出力されて、設計確認者によって精度確認が行われる。実測された複数の電源電圧(Vdd)条件における相対ばらつき特性と、上記式(1)から求められる電流値相対ばらつき特性との誤差が十分に小さくなったとき(例えば3%以下)に、そのときの上記式(1)のフィッティングパラメータαおよびβの各値が、N型/P型それぞれの電界効果トランジスタの各電源電圧(Vdd)条件に対して決定される。但し、各電源電圧(Vdd)条件に対して、フィッティングパラメータβの値は一定とする。   The extraction result information is output on the display screen of the display unit 3, and the accuracy is checked by the design checker. When the error between the measured relative variation characteristics under a plurality of power supply voltage (Vdd) conditions and the current value relative variation characteristics obtained from the above equation (1) is sufficiently small (for example, 3% or less), then The values of the fitting parameters α and β in the above equation (1) are determined for each power supply voltage (Vdd) condition of the N-type / P-type field effect transistor. However, the value of the fitting parameter β is constant for each power supply voltage (Vdd) condition.

一方、回路構成と各素子のサイズが確定された対象回路の回路情報(各素子の接続情報および各素子のサイズ情報)が、半導体集積回路設計装置1内のデータ入力部4からり素子対のサイズ情報獲得部62に伝達される。   On the other hand, circuit information (connection information of each element and size information of each element) of the target circuit in which the circuit configuration and the size of each element are determined is transferred from the data input unit 4 in the semiconductor integrated circuit design device 1 to the element pair. This is transmitted to the size information acquisition unit 62.

素子対のサイズ情報獲得部62では、回路設計者によって対象回路の全素子の中から回路特性上で相対精度が要求される素子対が選定されて制御部2から入力され、制御部2から、選定された素子対のサイズ情報が対象回路の全素子のサイズ情報の中から供給される。また、回路特性上で相対精度が要求される素子対のサイズ情報が表示部3の表示画面上に表示され、回路設計者によって確認される。   In the element pair size information acquisition unit 62, an element pair that requires relative accuracy in terms of circuit characteristics is selected from all the elements of the target circuit by the circuit designer and input from the control unit 2. The size information of the selected element pair is supplied from the size information of all elements of the target circuit. Further, the size information of the element pair that requires relative accuracy in terms of circuit characteristics is displayed on the display screen of the display unit 3 and is confirmed by the circuit designer.

分割数(N)計算部63内では、フィッティングパラメータ(α,β)抽出部61から出力されるフィッティングパラメータβの情報と、素子対のサイズ情報獲得部62から出力される、回路設計者によって選定された素子対のサイズ情報とが、分割数(N)算出部63に伝達される。   In the division number (N) calculation unit 63, the information about the fitting parameter β output from the fitting parameter (α, β) extraction unit 61 and the size information acquisition unit 62 of the element pair are selected by the circuit designer. The size information of the element pair thus transmitted is transmitted to the division number (N) calculation unit 63.

この分割数(N)算出部63では、選定された素子対それぞれのサイズ情報に対して、上記式(3)を用いて、最適な分割数Nを算出する基となる実数Mが求められる。このとき、実数Mが1以下の場合には分割数Nを1とし、実数Mが1よりも大きい場合には、その実数M以上で最小の整数Ni+1と、その実数M以下で最大の整数Niとを上記式(2)に示す関数式に代入して、電流値相対ばらつき比の結果が大きくなる方の整数を、電流値相対ばらつきを最小とする分割数Nとして、分割数が決定される。これによって、自動的に最適な分割数Nが算出される。   The division number (N) calculation unit 63 obtains a real number M as a basis for calculating the optimum division number N using the above equation (3) for the size information of each selected element pair. At this time, when the real number M is 1 or less, the division number N is set to 1. When the real number M is greater than 1, the smallest integer Ni + 1 that is greater than or equal to the real number M and the largest integer Ni that is less than or equal to the real number M. Is substituted into the function equation shown in the above equation (2), and the division number is determined by setting the integer with the larger current value relative variation ratio as the division number N that minimizes the current value relative variation. . Thus, the optimum division number N is automatically calculated.

また、分割数(N)算出部63では、各素子対に1対1対応した各分割数の値が2以上であるか否かが判断され、分割数Nが1である素子対が存在する場合には、表示部3によって分割数Nが1である素子対のサイズ情報が表示され、回路設計者によって確認される。この場合には、回路シミュレーションを実行することによって、回路動作や回路特性への影響を考慮した上で、対象回路を構成する各素子のサイズを再検討する必要がある。   Further, the division number (N) calculation unit 63 determines whether or not the value of each division number corresponding to each element pair is 2 or more, and there is an element pair whose division number N is 1. In this case, the size information of the element pair whose division number N is 1 is displayed on the display unit 3 and is confirmed by the circuit designer. In this case, it is necessary to review the size of each element constituting the target circuit in consideration of the influence on circuit operation and circuit characteristics by executing circuit simulation.

さらに、分割数(N)算出部63において、全ての素子対の分割数Nが2以上であると判断された場合には、分割数(N)算出部63によって、回路特性上で相対精度が要求される各素子対の分割数Nと分割後のゲート電極幅の情報とが、回路情報合成部64に伝達される。   Further, when the division number (N) calculation unit 63 determines that the division number N of all the element pairs is 2 or more, the division number (N) calculation unit 63 determines the relative accuracy on the circuit characteristics. The required division number N of each element pair and the information of the divided gate electrode width are transmitted to the circuit information synthesis unit 64.

この回路情報合成部64では、分割数(N)算出部63から供給された各素子対の分割数Nが、データ入力部4を介して得られた対象回路内の全素子の回路情報(素子の接続情報および素子のサイズ情報)に対して反映される。具体的には、データ入力部4を介して得られた対象回路内の全素子の回路情報(素子の接続情報および素子のサイズ情報)において、素子対のサイズ情報獲得部62で選定された各素子対のみに対して、各素子対を構成する第1および第2の電界効果トランジスタのゲート電極幅Wの情報に、分割数(N)算出部63からの各素子対の分割数Nが反映される。これによって、各素子対を構成する第1および第2の電界効果トランジスタは、それぞれゲート電極幅W(但し、W=W/Nである)の電界効果トランジスタが、N個存在するという情報に置換される。また、回路情報合成部64において反映された後の最終的な回路情報(素子の接続情報および素子のサイズ情報)は、表示部3によって表示され、回路設計者によって、分割数Nが反映された回路情報であるか否かが確認される。 In the circuit information synthesis unit 64, the division number N of each element pair supplied from the division number (N) calculation unit 63 is obtained from the circuit information (elements) of all elements in the target circuit obtained via the data input unit 4. The connection information and element size information) are reflected. Specifically, in the circuit information (element connection information and element size information) of all elements in the target circuit obtained through the data input unit 4, each of the element pairs selected by the size information acquisition unit 62 is selected. For only the element pair, the division number N of each element pair from the division number (N) calculation unit 63 is reflected in the information on the gate electrode width W of the first and second field effect transistors constituting each element pair. Is done. Accordingly, the first and second field effect transistors constituting each element pair have information that N field effect transistors each having a gate electrode width W N (W N = W / N) exist. Is replaced by The final circuit information (element connection information and element size information) after being reflected in the circuit information synthesis unit 64 is displayed by the display unit 3 and the division number N is reflected by the circuit designer. It is confirmed whether or not it is circuit information.

最後に、最終的に生成された、対象回路の分割数Nが反映された回路情報は、演算処理部6内の回路情報合成部64から、データ出力部5を介して出力される。   Finally, the finally generated circuit information reflecting the division number N of the target circuit is output from the circuit information synthesis unit 64 in the arithmetic processing unit 6 via the data output unit 5.

以上によって、本実施形態2の半導体集積回路設計装置1の動作が完了する。   Thus, the operation of the semiconductor integrated circuit design device 1 according to the second embodiment is completed.

なお、上記実施形態1,2では、半導体集積回路内の電界効果トランジスタ対の分割数を決定するために本発明を適用した例について説明したが、本発明は、半導体集積回路内の抵抗素子対に対しても適用可能である。抵抗素子対においても、電界効果トランジスタ対の場合と同様に、抵抗素子の長さと抵抗素子の幅とを大きく設計することによって特性相対精度が向上する傾向があり、一般に、半導体集積回路上の抵抗素子対の占有面積の増加を避けるために、第1の抵抗素子対および第2の抵抗素子対をそれぞれ複数個に分割し、交互に配置するレイアウト技術が用いられている。本発明の半導体集積回路の設計方法の処理手順は、電界効果トランジスタ対の場合と抵抗素子対の場合とで基本的には同様である。電界効果トランジスタ対においては、第1の電界効果トランジスタ対と第2の電界効果トランジスタ対との間の電流差の標準偏差値(電流値相対ばらつき特性)を基準として、特性相対精度を確認して分割数を決定する。これに対して、抵抗素子対においては、第1の抵抗素子対と第2の抵抗素子対との間の抵抗差の標準偏差値(抵抗値相対ばらつき特性)を基準として、特性相対精度を確認して分割数を決定する。
(実施形態3)
本実施形態3では、本発明の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法について説明する。基本的には上記実施形態1の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法と同様であるので、ここでは電界効果トランジスタ対の場合と抵抗素子対の場合とで異なる部分についてのみ、上記図1に示すフローチャートを用いて説明する。
In the first and second embodiments, the example in which the present invention is applied to determine the division number of the field effect transistor pair in the semiconductor integrated circuit has been described. However, the present invention is not limited to the resistor element pair in the semiconductor integrated circuit. It is applicable to. In the resistor element pair, as in the case of the field effect transistor pair, the characteristic relative accuracy tends to be improved by designing the length of the resistor element and the width of the resistor element to be large. In order to avoid an increase in the area occupied by the element pair, a layout technique is used in which the first resistance element pair and the second resistance element pair are divided into a plurality of parts and arranged alternately. The processing procedure of the semiconductor integrated circuit design method of the present invention is basically the same for the case of the field effect transistor pair and the case of the resistor element pair. In the field effect transistor pair, the relative accuracy of the characteristic is confirmed based on the standard deviation value (current value relative variation characteristic) of the current difference between the first field effect transistor pair and the second field effect transistor pair. Determine the number of divisions. On the other hand, in the resistance element pair, the characteristic relative accuracy is confirmed based on the standard deviation value (resistance value relative variation characteristic) of the resistance difference between the first resistance element pair and the second resistance element pair. To determine the number of divisions.
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a semiconductor integrated circuit design method and a resistance value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit of the present invention will be described. Since it is basically the same as the semiconductor integrated circuit design method and the current value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit of the first embodiment, the difference between the case of the field effect transistor pair and the case of the resistor element pair is here. Only will be described using the flowchart shown in FIG.

まず、ステップS11では、相対精度評価回路として、複数種類のサイズ(長さおよび幅)の抵抗素子対を有する回路を同一半導体基板上に作製する。   First, in step S11, as a relative accuracy evaluation circuit, a circuit having resistance element pairs of a plurality of types (lengths and widths) is manufactured on the same semiconductor substrate.

次に、ステップS12では、ステップS11で作製した各評価回路に対して、複数の電源電圧(VDD)条件にて、各抵抗素子対を構成する第1の抵抗素子および第2の抵抗素子の抵抗値を測定する。対をなす抵抗素子のそれぞれに対して、各素子サイズの抵抗素子対における抵抗値相対ばらつき特性を、抵抗素子対の面積の平方根の逆数をX軸とし、抵抗値相対ばらつきをY軸として、グラフにプロットして評価を行う。   Next, in step S12, the resistances of the first resistance element and the second resistance element constituting each resistance element pair are evaluated for each evaluation circuit manufactured in step S11 under a plurality of power supply voltage (VDD) conditions. Measure the value. For each of the resistor elements forming a pair, a graph showing the resistance value relative variation characteristics of the resistor element pairs of each element size with the reciprocal of the square root of the area of the resistor element pair as the X axis and the resistance value relative variation as the Y axis. Plot and evaluate.

一方、まず、ステップS21では、半導体集積回路の回路構成を決定する。具体的には、電界効果トランジスタ素子や抵抗素子、容量素子などの接続情報が決定される。   On the other hand, first, in step S21, the circuit configuration of the semiconductor integrated circuit is determined. Specifically, connection information such as a field effect transistor element, a resistance element, and a capacitor element is determined.

ステップS22では、回路構成が決定された半導体集積回路に対して回路シミュレーションを実施する。回路シミュレーション結果を基に、回路特性が設計仕様を満たすように、対象回路を構成する各抵抗素子のサイズ(素子面積)を決定する。   In step S22, a circuit simulation is performed on the semiconductor integrated circuit whose circuit configuration has been determined. Based on the circuit simulation result, the size (element area) of each resistance element constituting the target circuit is determined so that the circuit characteristics satisfy the design specifications.

ステップS23では、対象回路を構成する全素子のサイズ情報の中から、回路動作や回路特性に対して影響があり、相対精度が必要とされる素子対についてのみ、サイズ情報を獲得する。   In step S23, the size information is acquired only for the element pairs that have an influence on the circuit operation and the circuit characteristics and require the relative accuracy from the size information of all the elements constituting the target circuit.

以上の処理ステップまでが、本実施形態3の半導体集積回路設計方法において、特性相対ばらつきを最小にする分割数を決定するための準備に関する処理手順である。   The processing steps up to the above are the processing procedures related to the preparation for determining the number of divisions that minimizes the characteristic relative variation in the semiconductor integrated circuit design method of the third embodiment.

次に、本実施形態3の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法に関する処理手順について、順に説明する。   Next, processing procedures relating to the semiconductor integrated circuit design method and the resistance value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment will be described in order.

実測された抵抗値相対ばらつき特性は、下記式(4)を用いて近似することによってモデル化することができる。   The actually measured resistance value relative variation characteristic can be modeled by approximation using the following equation (4).

但し、σ:抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
α、β:実測特性値に合わせ込むための変数(フィッティングパラメータ)、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
However, σ R : Relative variation of resistance value (standard deviation value),
α, β: Variables (fitting parameters) to match the measured characteristic values
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.

図1のステップS30では、各々の抵抗素子対について、上記式(4)に示すフィッティングパラメータαおよびβを抽出する。   In step S30 of FIG. 1, the fitting parameters α and β shown in the above equation (4) are extracted for each resistance element pair.

次に、図1のステップS40では、抵抗素子対の電流値相対ばらつきを最小にする分割数を求める。   Next, in step S40 of FIG. 1, the number of divisions that minimizes the relative variation in the current value of the resistance element pair is obtained.

まず、抵抗素子の分割前の抵抗値相対ばらつきと、抵抗素子をN個に分割した後の抵抗値相対ばらつきとの比を、分割数Nを変数とした下記式(5)に示す関数式によって表す。分割前の抵抗値相対ばらつきは固定値であることから、その比率関数R(N)が最大となるときが、N個に分割した後の抵抗値相対ばらつきが最小となるときであり、そのときの分割数Nを求めればよい。   First, the ratio between the resistance value relative variation before dividing the resistance element and the resistance value relative variation after dividing the resistance element into N pieces is expressed by a functional expression shown in the following equation (5) using the division number N as a variable. Represent. Since the resistance value relative variation before division is a fixed value, the ratio function R (N) is maximized when the resistance value relative variation after division into N is minimized. What is necessary is just to obtain | require the division | segmentation number N.

但し、R(N) :分割数Nを変数とした抵抗値相対ばらつきの比を表す関数、
N :抵抗素子の長さに関する分割数であり、1以上の整数、
σIds、1 :分割なしの場合の抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
σIds、N :N個に分割した場合の抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
β :フィッティングパラメータ、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
Where R (N): a function representing the ratio of relative variation in resistance value with the number of divisions N as a variable,
N: the number of divisions related to the length of the resistance element, an integer of 1 or more,
σ Ids, 1 : resistance value relative variation (standard deviation value) without division,
σ Ids, N : Resistance value relative variation (standard deviation value) when divided into N pieces,
β: fitting parameter,
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.

次に、数式的に抵抗素子対の抵抗値相対ばらつきを最小にする分割数Nを求めるため、上記式(5)の比率関数R(N)に対して、変数Nについての一次微分を行い、下記式(11)に示す比率関数R(N)の一次微分関数R’(N)を求める。   Next, in order to obtain the division number N that minimizes the resistance value relative variation of the resistance element pair mathematically, a first-order differentiation with respect to the variable N is performed on the ratio function R (N) of the above equation (5), A primary differential function R ′ (N) of the ratio function R (N) shown in the following formula (11) is obtained.

上記式(11)の一次微分関数がR’(N)=0のとき、比率関数R(N)は最大となる。 When the primary differential function of the above equation (11) is R ′ (N) = 0, the ratio function R (N) is maximized.

ここで、求まる分割数Nは整数であるとは限らないことから、下記式(6)に示すように、分割数Nを実数Mに置き直して表す。 Here, since the obtained division number N is not necessarily an integer, the division number N is replaced with a real number M as shown in the following formula (6).

但し、M :実数、
、Ni+1 :整数、
β :フィッティングパラメータ、
S :抵抗素子の面積、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
Where M is a real number,
N i , N i + 1 : integer,
β: fitting parameter,
S: area of the resistance element,
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.

この実数Mが1以下の場合には分割数Nを1とする。また、実数Mが1よりも大きい場合には、その実数M以上で最小の整数Ni+1と、その実数M以下で最大の整数Nとを、上記式(5)に示す関数式に代入し、抵抗値相対ばらつき比の結果が大きくなる方の整数を、抵抗値相対ばらつきを最小とする分割数Nとして決定する。 When the real number M is 1 or less, the division number N is set to 1. When the real number M is larger than 1, the smallest integer N i + 1 that is greater than or equal to the real number M and the largest integer N i that is less than or equal to the real number M are substituted into the functional expression shown in the above equation (5). Then, the integer with the larger result of the resistance value relative variation ratio is determined as the division number N that minimizes the resistance value relative variation.

以上に説明した分割数Nの導出方法によれば、実測の抵抗値相対ばらつき特性を近似したモデル式である上記式(4)を用いてフィッティングパラメータβを抽出すると共に、対象回路から、相対精度を必要とする抵抗素子対の素子サイズ情報(抵抗素子の長さおよび抵抗素子の幅)を取得する必要がある。それらの情報を、上記式(6)に代入することによって、非常に簡単な計算処理によって、回路設計上で最適な分割数Nを決定する基となる実数Mを求めることができる。したがって、非常に短い処理時間で相対精度が必要とされる全素子対に対する最適な分割数を決定することが可能となる。   According to the method for deriving the division number N described above, the fitting parameter β is extracted using the above equation (4), which is a model equation approximating the actually measured resistance value relative variation characteristic, and the relative accuracy is obtained from the target circuit. It is necessary to acquire element size information (resistance element length and resistance element width) of a resistance element pair that requires. By substituting such information into the above equation (6), the real number M that is the basis for determining the optimum division number N in circuit design can be obtained by a very simple calculation process. Therefore, it is possible to determine the optimum number of divisions for all element pairs that require relative accuracy in a very short processing time.

ステップS50では、得られた分割数Nが2以上であるか否かを確認する。換言すると、分割数Nが1であるか否かを確認する。分割数Nが1となるのは、上記式(6)から求めた実数Mが1以下である場合か、または実数Mが1以上で2以下であり、かつ、それぞれの整数1および2を上記(5)に代入した結果、N=1のときの方が比率関数R(N)の値が大きくなる場合である。いずれの場合においても、抵抗素子対を構成する抵抗素子を2以上の個数に分割することにより、相対ばらつきが大きくなることから、分割前の抵抗素子サイズが小さすぎると言える。したがって、得られた分割数Nが1である場合には、ステップS22に戻って回路シミュレーションを実行することによって、回路動作や回路特性への影響を考慮した上で、対象回路を構成する各素子のサイズを再検討する必要がある。また、得られた分割数Nが2以上である場合には、次のステップS60の処理に移行する。   In step S50, it is confirmed whether or not the obtained division number N is 2 or more. In other words, it is confirmed whether or not the division number N is 1. The division number N is 1 when the real number M obtained from the above equation (6) is 1 or less, or when the real number M is 1 or more and 2 or less, and the integers 1 and 2 are set as above. As a result of substituting into (5), the ratio function R (N) is larger when N = 1. In any case, dividing the resistive elements constituting the resistive element pair into two or more pieces increases the relative variation, so that it can be said that the size of the resistive element before the division is too small. Therefore, when the obtained division number N is 1, each element constituting the target circuit is performed by considering the influence on the circuit operation and the circuit characteristics by returning to step S22 and executing the circuit simulation. The size of the needs to be reviewed. When the obtained division number N is 2 or more, the process proceeds to the next step S60.

最後に、ステップS60では、ステップS50で得られた分割数Nの情報を、各素子対に反映させることによって、対象回路(回路情報)は最適な分割数情報を有することになる。これにより、本実施形態3の半導体集積回路設計方法の処理が完了する。   Finally, in step S60, the target circuit (circuit information) has optimum division number information by reflecting the information on the division number N obtained in step S50 on each element pair. Thereby, the processing of the semiconductor integrated circuit design method of the third embodiment is completed.

以上により、本実施形態1〜3によれば、半導体基板に、同一導電型で同一ゲート電極サイズである第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタ(または/および第1の抵抗素子および第2の抵抗素子)からなる電界効果トランジスタ対(または/および抵抗素子対)が配置され、この電界効果トランジスタ対(または/および抵抗素子対)がそれぞれ、ゲート電極幅方向(または/および抵抗素子の長さ方向)に分割された複数個の電界効果トランジスタ素子(または/および抵抗素子)が互いに並列接続されて構成されている半導体集積回路を設計する半導体集積回路設計方法において、電界効果トランジスタ(または/および抵抗素子)の分割数を決定する際に、製造上のばらつきに起因して生じる第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタ(または/および第1の抵抗素子および第2の抵抗素子)との間の電流値相対ばらつきを分割数の関数で表し、この電流値相対ばらつきを最小にする分割数を数式的に導出して、得られた最適な分割数を用いて回路を設計する。これによって、半導体集積回路内で高い特性相対精度を必要とするそれぞれの電界効果トランジスタ対(または/および抵抗素子対)に対して、最も特性相対精度が高くなるような最適な電界効果トランジスタ(または/および抵抗素子)の分割数を決定し、得られた最適な分割数を用いて回路設計を行うことができる。   As described above, according to the first to third embodiments, the first field effect transistor and the second field effect transistor (or / and the first resistance element) having the same conductivity type and the same gate electrode size are formed on the semiconductor substrate. Field effect transistor pairs (or / and resistor element pairs) each including a second resistor element are arranged, and each field effect transistor pair (or / and resistor element pair) is arranged in the gate electrode width direction (or / and resistor element), respectively. In a semiconductor integrated circuit design method for designing a semiconductor integrated circuit in which a plurality of field effect transistor elements (or / and resistance elements) divided in the direction of the length are connected in parallel to each other, a field effect transistor ( Or / and the first electric field effect caused by manufacturing variations when determining the number of divisions of the resistance element) The current value relative variation between the transistor and the second field effect transistor (or / and the first resistance element and the second resistance element) is expressed as a function of the number of divisions, and the current value relative variation is minimized. The circuit is designed using the optimal number of divisions derived numerically. Thus, for each field effect transistor pair (or / and resistor element pair) that requires high characteristic relative accuracy in the semiconductor integrated circuit, the optimum field effect transistor (or the characteristic relative accuracy is highest) (or / And resistance elements) can be determined, and circuit design can be performed using the obtained optimal number of divisions.

なお、上記実施形態1では電界効果トランジスタ素子対、上記実施形態3では抵抗素子対について説明したが、これに限らず、上記実施形態1、3を組み合わせてもよい。   Although the field effect transistor element pair is described in the first embodiment and the resistance element pair is described in the third embodiment, the present invention is not limited to this, and the first and third embodiments may be combined.

以上のように、本発明の好ましい実施形態1〜3を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、これらの実施形態1〜3に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態1〜3の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable Embodiment 1-3 of this invention, this invention should not be limited and limited to these Embodiment 1-3. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments 1 to 3 of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本発明は、アナログ型またはアナログ・ディジタル混在型の半導体集積回路において、高い特性相対精度が要求される電界効果トランジスタ対や抵抗素子対の製造上のばらつきに起因する影響を低減するための半導体集積回路の設計方法、半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法、半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法、および半導体集積回路設計装置の分野において、製造上のばらつきに起因する電界効果トランジスタ対間の電流値相対ばらつきや抵抗素子対間の抵抗値相対ばらつきの回路特性への影響を低減させることができる。このため、回路特性ばらつきが小さく、動作が安定した半導体集積回路が得られ、歩留まりを向上させることができる。したがって、本発明は、差動増幅回路やカレントミラー回路など、高い相対精度を有する電界効果トランジスタ対や抵抗素子対が必要とされるアナログ型またはアナログ・ディジタル混在型半導体集積回路などに広く利用することができる。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for reducing an influence caused by manufacturing variations of a field effect transistor pair and a resistor element pair that require high characteristic relative accuracy in an analog type or a mixed analog / digital type semiconductor integrated circuit. Field effect transistor pairs caused by manufacturing variations in the field of circuit design methods, semiconductor integrated circuit current value relative variation characteristic evaluation methods, semiconductor integrated circuit resistance value relative variation characteristic evaluation methods, and semiconductor integrated circuit design devices It is possible to reduce the influence on the circuit characteristics of the current value relative variation between the resistor elements and the resistance value relative variation between the pair of resistance elements. For this reason, a semiconductor integrated circuit with small variations in circuit characteristics and stable operation can be obtained, and the yield can be improved. Therefore, the present invention is widely used in analog type or mixed analog / digital type semiconductor integrated circuits that require a field effect transistor pair and a resistor element pair having high relative accuracy such as a differential amplifier circuit and a current mirror circuit. be able to.

本実施形態1の半導体集積回路設計方法および半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining each processing procedure of the semiconductor integrated circuit design method and the current value relative variation characteristic evaluation method of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment. 本実施形態1の半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法において、相対精度評価素子として作製されるカレントミラー回路の構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a current mirror circuit manufactured as a relative accuracy evaluation element in the current value relative variation characteristic evaluation method for the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment. 本実施形態1の半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法において、電気特性に関するモデリング結果(電源電圧一定条件)を示すグラフである。6 is a graph showing modeling results (constant power supply voltage conditions) related to electrical characteristics in the current value relative variation characteristic evaluation method for the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment. 本実施形態1の半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法において、電気特性に関するモデリング結果(電源電圧複数条件)を示すグラフである。5 is a graph showing modeling results (power supply voltage multiple conditions) regarding electrical characteristics in the current value relative variation characteristic evaluation method for the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment. 本実施形態1の電界効果トランジスタの分割について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the division | segmentation of the field effect transistor of this Embodiment 1. FIG. 本実施形態1の半導体集積回路設計方法において、相対ばらつき比率関数を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a relative variation ratio function in the semiconductor integrated circuit design method according to the first embodiment. 本実施形態1の半導体集積回路設計方法において、相対ばらつき比率関数の一次微分関数を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a first-order differential function of a relative variation ratio function in the semiconductor integrated circuit design method of Embodiment 1. 本実施形態2の半導体集積回路設計装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the semiconductor integrated circuit design apparatus of this Embodiment 2. 従来の差動増幅器の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the conventional differential amplifier. 従来の特性安定化を図るための共通重心配置レイアウトを説明するためのレイアウト図である。It is a layout for demonstrating the common gravity center arrangement | positioning layout for aiming at the conventional characteristic stabilization.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体集積回路設計装置
2 制御部
3 表示部
4 データ入力部
5 データ出力部
6 演算処理部
61 フィッティングパラメータ(α,β)抽出部
62 素子対のサイズ情報獲得部
63 分割数(N)算出部
64 回路情報合成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor integrated circuit design apparatus 2 Control part 3 Display part 4 Data input part 5 Data output part 6 Arithmetic processing part 61 Fitting parameter ((alpha), (beta)) extraction part 62 Element pair size information acquisition part 63 Division | segmentation number (N) calculation part 64 Circuit information synthesis unit

Claims (14)

半導体基板に、同一導電型で同一ゲート電極サイズである第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタからなる電界効果トランジスタ対が配置され、該第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタがそれぞれ、ゲート電極幅方向に分割されたn個(nは1以上の整数)の電界効果トランジスタ素子が並列接続されて構成される半導体集積回路をコンピュータを用いて自動設計する半導体集積回路設計方法であって、
該電界効果トランジスタの分割数を決定する際に、製造上のばらつきに起因して生じる第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流値相対ばらつきを分割数の関数で表し、該電流値相対ばらつきを最小にする分割数を演算処理部が数式的に導出し、導出した分割数を用いて半導体集積回路を自動設計する半導体集積回路設計方法。
A field effect transistor pair including a first field effect transistor and a second field effect transistor having the same conductivity type and the same gate electrode size is disposed on a semiconductor substrate, and the first field effect transistor and the second field effect transistor are arranged. Semiconductor integrated circuit design for automatically designing a semiconductor integrated circuit in which n transistors (n is an integer of 1 or more) divided in the gate electrode width direction are connected in parallel using a computer A method,
When determining the division number of the field effect transistor, the current value relative variation between the first field effect transistor and the second field effect transistor caused by the manufacturing variation is expressed as a function of the division number. A semiconductor integrated circuit design method in which an arithmetic processing unit mathematically derives the number of divisions that minimizes the current value relative variation and automatically designs a semiconductor integrated circuit using the derived number of divisions.
半導体基板に、同一導電型で同一ゲート電極サイズである第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタからなる電界効果トランジスタ対が配置され、該第1の電界効果トランジスタおよび第2の電界効果トランジスタがそれぞれ、ゲート電極幅方向に分割されたn個(nは1以上の整数)の電界効果トランジスタ素子が並列接続されて構成される半導体集積回路に対して、電流値相対ばらつき特性をコンピュータを用いて自動評価する半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法であって、
該半導体基板にN型の電界効果トランジスタ対およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかが形成される場合に、
該N型および該P型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、ある電源電圧条件における該第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流値相対ばらつきと、1をゲート電極面積の平方根で割った値との関係を示すグラフに対して、演算処理部により下記式(1)を用いて近似することによって、電流値相対ばらつき特性をモデル化する半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法。
但し、σIds:電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
α、β:実測特性値に合わせ込むための変数(フィッティングパラメータ)、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
A field effect transistor pair including a first field effect transistor and a second field effect transistor having the same conductivity type and the same gate electrode size is disposed on a semiconductor substrate, and the first field effect transistor and the second field effect transistor are arranged. A computer shows a current value relative variation characteristic for a semiconductor integrated circuit in which n (n is an integer of 1 or more) field effect transistor elements each of which is divided in the gate electrode width direction are connected in parallel. A method for evaluating a current value relative variation characteristic of a semiconductor integrated circuit to be automatically evaluated by using,
When at least one of an N-type field effect transistor pair and a P-type field effect transistor pair is formed on the semiconductor substrate,
For at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs, the current value relative variation between the first field effect transistor and the second field effect transistor under a certain power supply voltage condition, and 1 as a gate The current value of the semiconductor integrated circuit that models the current value relative variation characteristics by approximating the graph showing the relationship with the value divided by the square root of the electrode area using the following equation (1) by the arithmetic processing unit Relative variation characteristic evaluation method.
Where σ Ids : current value relative variation (standard deviation value),
α, β: Variables (fitting parameters) to match the measured characteristic values
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.
前記N型およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、前記第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとの間の電流値相対ばらつきと、1をゲート電極面積の平方根で割った値との関係を、電源電圧条件毎に示した複数のグラフに対して、前記式(1)におけるフィッティングパラメータβを固定値として、フィッティングパラメータαのみを変化させて近似することによって、電流値相対ばらつき特性をモデル化する請求項2に記載の半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法。   For at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs, the current value relative variation between the first field effect transistor and the second field effect transistor, and 1 divided by the square root of the gate electrode area. The current value is obtained by approximating the relationship with the measured value with respect to a plurality of graphs showing each power supply voltage condition, with the fitting parameter β in the above equation (1) as a fixed value and changing only the fitting parameter α. The method for evaluating a relative variation characteristic of a current value of a semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the relative variation characteristic is modeled. 請求項2に記載の半導体集積回路の電流値相対ばらつき特性評価方法を用いて、前記N型およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、前記式(1)によってフィッティングパラメータβを抽出し、
該N型およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、分割数が1である場合の電流値相対ばらつきと、複数個に分割した場合の電流値相対ばらつきとの比を、その分割数と抽出されたフィッティングパラメータβとを用いて、分割数を変数として下記式(2)によって表し、その比が最大となる分割数を、電流値相対ばらつきを最小にする分割数として決定する請求項1に記載の半導体集積回路設計方法。
但し、R(N) :分割数Nを変数とした電流値相対ばらつきの比を表す関数、
N :ゲート電極幅に関する分割数であり、1以上の整数、
σIds、1 :分割なしの場合の電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
σIds、N :N個に分割した場合の電流値相対ばらつき(標準偏差値)、
β :フィッティングパラメータ、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
A fitting parameter β is extracted from the equation (1) for at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs by using the current value relative variation characteristic evaluation method for a semiconductor integrated circuit according to claim 2. ,
For at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs, the ratio of the current value relative variation when the number of divisions is 1 and the current value relative variation when divided into a plurality of divisions is determined as the number of divisions. And the extracted fitting parameter β, the number of divisions is expressed as a variable by the following formula (2), and the number of divisions that maximizes the ratio is determined as the number of divisions that minimizes the relative variation in current value. 2. The semiconductor integrated circuit design method according to 1.
Where R (N): a function representing a ratio of relative variations in current value with the number of divisions N as a variable,
N: the number of divisions related to the gate electrode width, an integer of 1 or more,
σ Ids, 1 : current value relative variation (standard deviation value) without division,
σ Ids, N : current value relative variation (standard deviation value) when divided into N pieces,
β: fitting parameter,
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.
前記N型およびP型の電界効果トランジスタ対の少なくともいずれかについて、前記ゲート電極面積と、前記抽出されたフィッティングパラメータβとを用いて実数値を下記式(3)により求め、該実数値が1以下の場合には分割数を1とし、該実数値が1よりも大きい場合にはその実数値以上で最小の整数とその実数値以下で最大の整数とを前記式(2)に代入して、電流値相対ばらつき比の結果が大きくなる方の整数を電流値相対ばらつきを最小にする分割数として決定する請求項4に記載の半導体集積回路設計方法。
但し、M :実数、
、Ni+1 :整数、
β :フィッティングパラメータ、
S :ゲート電極面積、
L :ゲート電極長、
W :ゲート電極幅とする。
For at least one of the N-type and P-type field effect transistor pairs, a real value is obtained by the following equation (3) using the gate electrode area and the extracted fitting parameter β, and the real value is 1 In the following cases, the number of divisions is set to 1. When the real value is larger than 1, the smallest integer greater than or equal to the real value and the largest integer less than or equal to the real value are substituted into the equation (2), and the current 5. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein an integer having a larger value relative variation ratio result is determined as a division number that minimizes the current value relative variation.
Where M is a real number,
N i , N i + 1 : integer,
β: fitting parameter,
S: gate electrode area,
L: gate electrode length,
W: The gate electrode width.
半導体基板に、同一サイズである第1の抵抗素子および第2の抵抗素子からなる抵抗素子対が配置され、該第1の抵抗素子および第2の抵抗素子がそれぞれ、抵抗素子の長さ方向に分割されたn個(nは1以上の整数)の抵抗素子が直列接続されて構成される半導体集積回路をコンピュータを用いて自動設計する半導体集積回路設計方法であって、
該抵抗素子の分割数を決定する際に、製造上のばらつきに起因して生じる第1の抵抗素子と第2の抵抗素子との間の抵抗値相対ばらつきを分割数の関数で表し、該抵抗値相対ばらつきを最小にする分割数を演算処理部が数式的に導出し、導出した分割数を用いて半導体集積回路を自動設計する半導体集積回路設計方法。
A resistive element pair consisting of a first resistive element and a second resistive element having the same size is disposed on the semiconductor substrate, and the first resistive element and the second resistive element are respectively arranged in the length direction of the resistive element. A semiconductor integrated circuit design method for automatically designing, using a computer, a semiconductor integrated circuit configured by connecting n divided (n is an integer of 1 or more) resistance elements in series,
When determining the number of divisions of the resistance element, the relative resistance value variation between the first resistance element and the second resistance element caused by the manufacturing variation is expressed as a function of the number of divisions. A semiconductor integrated circuit design method in which an arithmetic processing unit mathematically derives the number of divisions that minimizes value relative variation and automatically designs a semiconductor integrated circuit using the derived number of divisions.
半導体基板に、同一サイズである第1の抵抗素子および第2の抵抗素子からなる抵抗素子対が配置され、該第1の抵抗素子および第2の抵抗素子がそれぞれ、抵抗素子の長さ方向に分割されたn個(nは1以上の整数)の抵抗素子が直列接続されて構成される半導体集積回路に対して、抵抗値相対ばらつき特性をコンピュータを用いて自動評価する半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法であって、
該抵抗素子対について、ある電源電圧条件における該第1の抵抗素子と第2の抵抗素子との間の抵抗値相対ばらつきと、1を抵抗素子の面積の平方根で割った値との関係を示すグラフに対して、演算処理部により下記式(4)を用いて近似することによって、抵抗値相対ばらつき特性をモデル化する半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法。
但し、σ :抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
α、β:実測特性値に合わせ込むための変数(フィッティングパラメータ)、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
A resistive element pair consisting of a first resistive element and a second resistive element having the same size is disposed on the semiconductor substrate, and the first resistive element and the second resistive element are respectively arranged in the length direction of the resistive element. Resistance value of a semiconductor integrated circuit that automatically evaluates a resistance value relative variation characteristic with respect to a semiconductor integrated circuit configured by serially connecting n divided resistance elements (n is an integer of 1 or more) using a computer A relative variation characteristic evaluation method,
The relationship between the resistance element relative variation between the first resistance element and the second resistance element under a certain power supply voltage condition and the value obtained by dividing 1 by the square root of the area of the resistance element for the resistance element pair A resistance value relative variation characteristic evaluation method for a semiconductor integrated circuit, in which a resistance value relative variation characteristic is modeled by approximating a graph using the following equation (4) by an arithmetic processing unit.
However, σ R : Relative variation of resistance value (standard deviation value),
α, β: Variables (fitting parameters) to match the measured characteristic values
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.
前記抵抗素子対について、前記第1の抵抗素子と第2の抵抗素子との間の抵抗値相対ばらつきと、1を抵抗素子の面積の平方根で割った値との関係を、電源電圧条件毎に示した複数のグラフに対して、前記式(4)におけるフィッティングパラメータβを固定値として、フィッティングパラメータαのみを変化させて近似することによって、抵抗値相対ばらつき特性をモデル化する請求項7に記載の半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法。   For the resistance element pair, the relationship between the relative resistance value variation between the first resistance element and the second resistance element and the value obtained by dividing 1 by the square root of the area of the resistance element is determined for each power supply voltage condition. 8. The resistance value relative variation characteristic is modeled by approximating the plurality of graphs shown in the equation (4) with the fitting parameter β as a fixed value and changing only the fitting parameter α. For evaluating the relative variation characteristics of resistance of semiconductor integrated circuits. 請求項7に記載の半導体集積回路の抵抗値相対ばらつき特性評価方法を用いて、前記抵抗素子対について、前記式(4)によってフィッティングパラメータβを抽出し、
該抵抗素子対について、分割数が1である場合の抵抗値相対ばらつきと、複数個に分割された場合の抵抗値相対ばらつきとの比を、その分割数と抽出されたフィッティングパラメータβとを用いて、分割数を変数として下記式(5)によって表し、その比が最大となる分割数を、抵抗値相対ばらつきを最小にする分割数として決定する請求項6に記載の半導体集積回路設計方法。
但し、R(N) :分割数Nを変数とした抵抗値相対ばらつきの比を表す関数、
N :抵抗素子の長さに関する分割数であり、1以上の整数、
σR、1 :分割なしの場合の抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
σR、N :N個に分割した場合の抵抗値相対ばらつき(標準偏差値)、
β :フィッティングパラメータ、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
Using the resistance value relative variation characteristic evaluation method for a semiconductor integrated circuit according to claim 7, the fitting parameter β is extracted from the resistor element pair according to the equation (4),
For the resistance element pair, the ratio between the resistance value relative variation when the number of divisions is 1 and the resistance value relative variation when the number of divisions is divided into a plurality of values is used using the number of divisions and the extracted fitting parameter β. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein the division number is represented by the following formula (5) using a variable, and the division number that maximizes the ratio is determined as the division number that minimizes the relative resistance variation.
Where R (N): a function representing the ratio of relative variation in resistance value with the number of divisions N as a variable,
N: the number of divisions related to the length of the resistance element, an integer of 1 or more,
σ R, 1 : Resistance value relative variation (standard deviation value) without division,
σ R, N : Resistance value relative variation (standard deviation value) when divided into N pieces,
β: fitting parameter,
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.
前記抵抗素子対について、前記抵抗素子の面積と、前記抽出されたフィッティングパラメータβとを用いて実数値を下記式(6)により求め、該実数値が1以下の場合には分割数を1とし、該実数値が1よりも大きい場合にはその実数値以上で最小の整数とその実数値以下で最大の整数とを前記式(5)に代入して、抵抗値相対ばらつき比の結果が大きくなる方の整数を抵抗値相対ばらつきを最小にする分割数として決定する請求項9に記載の半導体集積回路設計方法。
但し、M :実数、
Ni、Ni+1:整数、
β :フィッティングパラメータ、
S :抵抗素子の面積、
L :抵抗素子の長さ、
W :抵抗素子の幅とする。
For the resistance element pair, a real value is obtained by the following equation (6) using the area of the resistance element and the extracted fitting parameter β, and when the real value is 1 or less, the division number is set to 1. When the real value is larger than 1, the smallest integer greater than or equal to the real value and the largest integer less than or equal to the real value are substituted into the equation (5), and the result of the resistance value relative variation ratio becomes larger. 10. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein the integer is determined as the number of divisions that minimizes the relative variation in resistance value.
Where M is a real number,
Ni, Ni + 1: integer,
β: fitting parameter,
S: area of the resistance element,
L: length of the resistance element,
W: The width of the resistance element.
請求項1〜10のいずれかに記載の方法の処理手順をコンピュータに実行させるための制御プログラム。   The control program for making a computer perform the process sequence of the method in any one of Claims 1-10. 請求項11に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the control program according to claim 11 is recorded. 請求項1,4,5,6,9および10のいずれかに記載の半導体集積回路設計方法の処理手順により得た分割数を反映させた回路情報に基づいて半導体集積回路を製造する半導体集積回路の製造方法。   12. A semiconductor integrated circuit for manufacturing a semiconductor integrated circuit based on circuit information reflecting the number of divisions obtained by the processing procedure of the semiconductor integrated circuit design method according to claim 1, Manufacturing method. 設計対象の半導体集積回路の回路構成と、各電界効果トランジスタ素子および抵抗素子の少なくともいずれかの素子サイズとを含む回路情報から、特性相対精度が要求される全ての電界効果トランジスタ対および抵抗素子対の少なくともいずれかに対して、請求項1および6の少なくとも一方に記載の半導体集積回路設計方法を用いて得た分割数を反映させた回路情報を生成する演算処理部を有する半導体集積回路設計装置。
From the circuit information including the circuit configuration of the semiconductor integrated circuit to be designed and at least one element size of each field effect transistor element and resistor element, all field effect transistor pairs and resistor element pairs that require characteristic relative accuracy are required. A semiconductor integrated circuit design apparatus having an arithmetic processing unit for generating circuit information reflecting the number of divisions obtained by using the semiconductor integrated circuit design method according to at least one of claims 1 and 6 .
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