JP2008294105A - シミュレーション方法およびシミュレーション装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダイオード電流を高い精度で計算する。
【解決手段】回路シミュレーション実行部102には、シミュレーション対象であるダイオードのレイアウト情報が入力される。機械的応力パラメータ計算部103は、ダイオードのレイアウト情報から機械的応力に関するパラメータを計算する。ダイオード電流計算部104は、機械的応力パラメータ計算部103によって計算された機械的応力に関するパラメータを用いてダイオード電流を計算する。
【選択図】図1
【解決手段】回路シミュレーション実行部102には、シミュレーション対象であるダイオードのレイアウト情報が入力される。機械的応力パラメータ計算部103は、ダイオードのレイアウト情報から機械的応力に関するパラメータを計算する。ダイオード電流計算部104は、機械的応力パラメータ計算部103によって計算された機械的応力に関するパラメータを用いてダイオード電流を計算する。
【選択図】図1
Description
本発明は、回路のシミュレーション方法およびシミュレーション装置に関し、特に、ダイオードを含む集積回路のシミュレーションを高精度に行うシミュレーション方法およびシミュレーション装置に関する。
半導体集積回路を設計し、仕様どおりに動作させるためには、高精度な回路シミュレーション方法および回路シミュレーション装置が不可欠である。その一方、半導体プロセスの微細化が進むにつれて、基本的なデバイス物理を反映しただけの素子モデルでは、回路素子の特性を高精度にシミュレーションすることが困難になってきており、回路素子のレイアウトパターンの影響を素子特性に反映させる必要が出てきている。
例えば、絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下、IGFETと表記。)においては、素子分離絶縁膜からIGFETに及ぼされる機械的応力によってIGFETの電流特性が変動することが知られている。IGFETの現在利用可能な標準的なモデルであるBSIM4においては、このIGFET電流特性の機械的応力依存性が、素子分離絶縁膜の端からチャネル中心までの距離の関数として表されている。これにより、レイアウトパターンに依存して変動するIGFETの電気特性を比較的精度良くシミュレーションできるようになっている。IGFETの電気特性の機械的応力依存性のモデル化方法としてはBSIM4の他に、特許文献1や特許文献2のような方法が提案されている。
昨今、主に携帯機器用途向けの低消費電力志向の半導体装置においては、消費電力仕様を満たす設計を行うために、リーク電流を高精度に見積ることのできるシミュレーション環境が求められている。IGFETのチャネルリーク電流については、前述のようにBSIM4等の機械的応力の影響を扱えるモデルを利用することで、レイアウトパターンに依存する電気特性変動を反映した高精度な見積りが可能である。
特開2003−264242号公報
特開2006−178907号公報
"BSIM4.5.0 MOSFET Model User‘s Manual"、<URL: http://www-device.eecs.berkeley.edu/~bsim3/bsim4_intro.html>
ここで、リーク電流には、IGFETのチャネルリーク電流以外に、IGFETのソースおよびドレイン領域に形成されるダイオード(寄生ダイオード)からのリーク電流成分がある。したがって、トータルのリーク電流を正確に見積もるためには、ダイオード電流のシミュレーションも高精度に行う必要がある。ダイオード電流も、IGFETのチャネル電流と同様に、機械的応力によって変動するものである。しかし、BSIM4をはじめとする現在利用可能なモデルのダイオード電気特性計算においては、機械的応力依存性は考慮されていないので、IGFETのダイオード電流を高い精度で計算できない。
本発明は、前記実状に鑑み、ダイオード電流を高い精度で計算することを目的とする。
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、
シミュレーション装置による集積回路のシミュレーション方法であって、
前記集積回路に含まれる計算対象ダイオードを流れる電流を、前記計算対象ダイオードに及ぼされる機械的応力に関するパラメータを用いて計算することを特徴とする。
シミュレーション装置による集積回路のシミュレーション方法であって、
前記集積回路に含まれる計算対象ダイオードを流れる電流を、前記計算対象ダイオードに及ぼされる機械的応力に関するパラメータを用いて計算することを特徴とする。
本発明によれば、ダイオードを流れる電流を計算する際に、ダイオードに及ぼされる機械的応力に関するパラメータを用いることにより、ダイオードを流れる電流を高い精度で計算できる。これにより、ダイオードを含む集積回路のシミュレーション精度が向上する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
《実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
図1は、本発明の実施形態1に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態のシミュレーション装置は、ネットリストを入力データとし、レイアウト情報格納部101、および回路シミュレーション実行部102を備え、シミュレーション対象である集積回路の電気的特性計算結果を出力する。入力データであるネットリストにはダイオードのレイアウト情報が含まれている。回路シミュレーション実行部102は、SPICEに代表される回路シミュレータの本体である。回路シミュレーション実行部102は、ダイオードのレイアウト情報から機械的応力に関するパラメータを計算する機械的応力パラメータ計算部103と、機械的応力パラメータ計算部103によって計算されたパラメータを用いてダイオード電気特性の機械的応力依存性を計算するダイオード電流計算部104とを備えている点を特徴としている。
まず、回路シミュレーション実行部102が、図2に示すように周囲を素子分離絶縁膜201(素子分離領域)で囲まれた矩形形状のダイオード202(計算対象ダイオード)の電気的特性を計算する場合について説明する。
回路シミュレーション実行部102に入力されるレイアウト情報は、シミュレーション対象となるダイオードの種類に応じて異なるが、この場合、ダイオード面積Ad、ダイオード周辺長Pd、ダイオード長X、ダイオード幅Y、および4種の素子分離絶縁膜幅X1、X2、Y1、Y2の計8個のレイアウトパラメータとで構成される。より詳しくは、Adは、ダイオード202の接合面積を示し、Pdは、素子分離絶縁膜201とダイオード202との境界部の長さを示すものである。X、Y、X1、X2、Y1、およびY2は、例えば図2に示す通りである。X、Yは、レイアウト形状が矩形であるダイオード202における互いに直角に接する2辺の長さ、つまりダイオード202の縦横の長さである。X1は、ダイオード202の4辺204〜207のうちの辺204(第1の辺)から、ダイオード202に接する素子分離絶縁膜201における辺204に対向する側縁までの距離である。同様に、X2は、辺204に対向する辺205(第2の辺)から、素子分離絶縁膜201における辺205に対向する側縁までの距離である。さらに同様に、Y1は、辺206(第3の辺)から、素子分離絶縁膜201における辺206に対向する側縁までの距離であり、Y2は、辺206に対向する辺207(第4の辺)から、素子分離絶縁膜201における辺207に対向する側縁までの距離である。これらの素子分離絶縁膜幅X1、X2、Y1、Y2は、ダイオード202とダイオード202の周囲のOD領域203との位置および大きさに応じたものとなる。
そして、機械的応力パラメータ計算部103は、これら計8個のレイアウトパラメータを用いて、ダイオード202に及ぼされる機械的応力に関するパラメータを計算する。ここでは、機械的応力に関するパラメータとして、Xに依存するStx、Yに依存するSty、X1およびX2に依存するStix、およびY1とY2に依存するStiyの4種類が定義される。Stxは、機械的応力のダイオード長依存性を表すものである。Styは、機械的応力のダイオード幅依存性を表すものである。Stixは、ダイオード長方向の素子分離絶縁膜幅に対する機械的応力の依存性を表すものである。Stiyは、ダイオード幅方向の素子分離絶縁膜幅に対する機械的応力の依存性を表すものである。Stx、Sty、Stix、Stiyは、例えば以下の式で表される。
Stx = 1/X ・・・ 式(1)
Sty = 1/Y ・・・ 式(2)
Stix = 1/X1 + 1/X2 ・・・ 式(3)
Stiy = 1/Y1 + 1/Y2 ・・・ 式(4)
ここで、仮に、機械的応力の影響を考慮せずに、ダイオード202を流れるダイオード電流Idioを計算した場合、ダイオード電流Idioは下記の式(5)のように計算される。ここでは、図3に示すように、PN接合部の底面の単位面積あたりのダイオード電流を表す関数をIjsとし、ダイオード202と素子分離絶縁膜201との境界部のPN接合の単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswとしている。
Sty = 1/Y ・・・ 式(2)
Stix = 1/X1 + 1/X2 ・・・ 式(3)
Stiy = 1/Y1 + 1/Y2 ・・・ 式(4)
ここで、仮に、機械的応力の影響を考慮せずに、ダイオード202を流れるダイオード電流Idioを計算した場合、ダイオード電流Idioは下記の式(5)のように計算される。ここでは、図3に示すように、PN接合部の底面の単位面積あたりのダイオード電流を表す関数をIjsとし、ダイオード202と素子分離絶縁膜201との境界部のPN接合の単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswとしている。
Idio = Ad・Ijs + Pd・Ijsw ・・・ 式(5)
本実施形態のダイオード電流計算部104は、上記の式(1)〜式(4)で求められた機械的応力に関するパラメータを使用して、機械的応力の影響が繰り込まれたIjs_aを計算する。
本実施形態のダイオード電流計算部104は、上記の式(1)〜式(4)で求められた機械的応力に関するパラメータを使用して、機械的応力の影響が繰り込まれたIjs_aを計算する。
Ijs_a = Ijs_ref × [{1 + a1・Stx}/{1 + a1・Stx_ref}]
× [{1 + a2・Sty}/{1 + a2・Sty_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiy)}/{1 + a4・(1/Stiy_ref)}] ・・・式(6)
ここで、Ijs_refは、ある基準レイアウトにおける単位面積あたりのダイオード電流であり、またその基準レイアウトにおいてはStx=Stx_ref、Sty=Sty_ref、Stix=Stix_ref、Stiy=Stiy_refが成り立つ。また、a1、a2、a3、a4はフィッティング係数である。
× [{1 + a2・Sty}/{1 + a2・Sty_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiy)}/{1 + a4・(1/Stiy_ref)}] ・・・式(6)
ここで、Ijs_refは、ある基準レイアウトにおける単位面積あたりのダイオード電流であり、またその基準レイアウトにおいてはStx=Stx_ref、Sty=Sty_ref、Stix=Stix_ref、Stiy=Stiy_refが成り立つ。また、a1、a2、a3、a4はフィッティング係数である。
そして、ダイオード電流計算部104は、Ijs_aを計算すると、引き続き、式(5)のIjsの代わりに上記式(6)のIjs_aを用いることにより、機械的応力に応じたダイオード電流Ido_aの値を下記の式(7)のように計算する。
Idio_a = Ad・Ijs_a + Pd・Ijsw ・・・ 式(7)
式(5)に従うと、図4(a)、(b)のようにAdおよびPdの異なるレイアウトのダイオード202同士を比較すると、シミュレーション上、ダイオード電流は、AdおよびPdの大きな図4(a)の方が大きくなる。しかし、実物のダイオード202では、図4(b)のレイアウトの方が、素子分離絶縁膜201から及ぼされる機械的応力の影響が大きくなることにより、ダイオード電流が大きくなる場合もある。このように、式(5)を用いた場合、シミュレーションによってダイオード電流を精度良く見積もることができない。
式(5)に従うと、図4(a)、(b)のようにAdおよびPdの異なるレイアウトのダイオード202同士を比較すると、シミュレーション上、ダイオード電流は、AdおよびPdの大きな図4(a)の方が大きくなる。しかし、実物のダイオード202では、図4(b)のレイアウトの方が、素子分離絶縁膜201から及ぼされる機械的応力の影響が大きくなることにより、ダイオード電流が大きくなる場合もある。このように、式(5)を用いた場合、シミュレーションによってダイオード電流を精度良く見積もることができない。
しかし、本実施形態のシミュレーション装置は、式(6)および式(7)で示した一連の計算処理を行うことにより、機械的応力の影響を考慮して、ダイオード電流の値を見積もることができる。これにより、見積もりの精度を向上させることができる。
次に、本実施形態のシミュレーション装置が、図5に示すようなIGFET301のドレイン領域302およびソース領域303のPN接合で形成されたダイオード、つまり、IGFET301の寄生ダイオード(計算対象ダイオードおよび対向寄生ダイオード)の電気的特性を計算する場合について説明する。
この場合、入力データであるレイアウト情報は、IGFET301のゲート長L、IGFET301のゲート幅W、ドレイン側ダイオード面積AD、ドレイン側ダイオード周辺長PD、ソース側ダイオード面積AS、ソース側ダイオード周辺長PS、ドレイン側ダイオード長にゲート側壁304の厚みを加えたXd、ソース側ダイオード長にゲート側壁304の厚みを加えたXs、および6種の素子分離絶縁膜幅X1、X2、Yd1、Yd2、Ys1、Ys2の計14個のレイアウトパラメータで構成される。より詳しくは、ADは、IGFET301のドレイン領域302の面積、つまりドレイン側に形成される寄生ダイオードの接合面積を示し、ASは、ソース領域303の面積、つまりソース側に形成される寄生ダイオードの接合面積を示すものである。また、PDは、ドレイン領域302とその周囲の素子分離絶縁膜306との境界部の長さ(ドレイン周辺長)を示し、PSは、ソース領域303とその周囲の素子分離絶縁膜306との境界部の長さ(ソース周辺長)を示すものである。L、W、Xd、Xs、X1、X2、Yd1、Yd2、Ys1、およびYs2は、図5に示す通りである。Xdは、IGFET301のゲートと、ドレイン領域302に形成された寄生ダイオードの辺307との距離を示す。同様に、Xsは、IGFET301のゲートと、ソース領域303に形成された寄生ダイオードの辺308との距離を示す。辺307、308は、上記ゲートに対向し、素子分離絶縁膜306と接する辺である。X1は、ドレイン領域302に形成された寄生ダイオードの辺307(ドレイン領域302の第1の辺)から、当該寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜306における辺307に対向する側縁までの距離を示し、X2は、ソース領域303に形成された寄生ダイオードの辺308(ソース領域303の第1の辺)から、当該寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜306における辺308に対向する側縁までの距離を示す。Yd1は、ドレイン領域302に形成された寄生ダイオードの辺309(ドレイン領域302の第2の辺)から、当該寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜306における辺309に対向する側縁までの距離を示し、Yd2は、ドレイン領域302に形成された寄生ダイオードの辺310(ドレイン領域302の第3の辺)から、当該寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜306における辺310に対向する側縁までの距離を示す。同様に、Ys1は、ソース領域303に形成された寄生ダイオードの辺311(ソース領域303の第2の辺)から、当該寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜306における辺311に対向する側縁までの距離を示し、Ys2は、ソース領域303に形成された寄生ダイオードの辺312(ソース領域303の第3の辺)から、当該寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜306における辺312に対向する側縁までの距離を示す。ここで、図5に示すように、辺309〜312は、IGFET301のゲートに対向していない。6種の素子分離絶縁膜幅は、IGFET301とIGFET301の周囲のOD領域305との位置および大きさに応じたものとなる。
そして、機械的応力パラメータ計算部103は、これら計14個のレイアウトパラメータを用いて、機械的応力に関するパラメータを計算する。ここで計算されるパラメータは、Xdに依存するStxd、Xsに依存するStxs、IGFET301のゲート幅Wに依存するStw、IGFET301のゲート長LとXdおよびXsとに依存するドレイン側電流算出用パラメータStldおよびソース側電流算出用パラメータStls、X1およびX2に依存するStix、Yd1およびYd2に依存するStiyd、およびYs1およびYs2に依存するStiysの8種類である。StxdおよびStxsは、機械的応力の、ダイオード長方向の素子分離絶縁膜からゲートまでの距離依存性を表すものである。Stwは、機械的応力の、ゲート幅依存性を表すものである。StldおよびStlsは、寄生ダイオード電流のうちの後述するIjswg成分に及ぼされる機械的応力の、ダイオード長方向の素子分離絶縁膜幅に対する依存性を表すものである。Stixは、ダイオード長方向の素子分離絶縁膜幅に対する機械的応力の依存性を表すものである。StiydおよびStiysは、ダイオード幅方向の素子分離絶縁膜幅に対する機械的応力の依存性を表すものである。Stxd、Stxs、Stw、Stld、Stls、Stix、Stiyd、Stiysは、例えば以下の式で表される。
Stxd = 1/Xd ・・・ 式(8)
Stxs = 1/Xs ・・・ 式(9)
Stw = 1/W ・・・ 式(10)
Stld = 1/Xd + 1/(Xs+L) ・・・ 式(11)
Stls = 1/Xs + 1/(Xd+L) ・・・ 式(12)
Stix = 1/X1 + 1/X2 ・・・ 式(13)
Stiyd = 1/Yd1 + 1/Yd2 ・・・ 式(14)
Stiys = 1/Ys1 + 1/Ys2 ・・・ 式(15)
ここで、仮に、機械的応力の影響を考慮せずに、IGFET301のドレイン領域302を流れるダイオード電流IdioDを計算した場合、ダイオード電流IdioDは下記の式(16)のように計算される。また、図6に示すように、PN接合部の底面の単位面積あたりのダイオード電流を表す関数をIjsDとし、ドレイン領域302と素子分離絶縁膜306との境界部のPN接合の単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswDとし、IGFET301のゲート側壁304の下層に存在するPN接合のゲート幅方向単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswgDとしている。
Stxs = 1/Xs ・・・ 式(9)
Stw = 1/W ・・・ 式(10)
Stld = 1/Xd + 1/(Xs+L) ・・・ 式(11)
Stls = 1/Xs + 1/(Xd+L) ・・・ 式(12)
Stix = 1/X1 + 1/X2 ・・・ 式(13)
Stiyd = 1/Yd1 + 1/Yd2 ・・・ 式(14)
Stiys = 1/Ys1 + 1/Ys2 ・・・ 式(15)
ここで、仮に、機械的応力の影響を考慮せずに、IGFET301のドレイン領域302を流れるダイオード電流IdioDを計算した場合、ダイオード電流IdioDは下記の式(16)のように計算される。また、図6に示すように、PN接合部の底面の単位面積あたりのダイオード電流を表す関数をIjsDとし、ドレイン領域302と素子分離絶縁膜306との境界部のPN接合の単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswDとし、IGFET301のゲート側壁304の下層に存在するPN接合のゲート幅方向単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswgDとしている。
IdioD = AD・IjsD + PD・IjswD + W・IjswgD ・・・ 式(16)
また、ソース領域303のダイオード電流IdioSも同様に、単位面積あたりのダイオード電流を表す関数をIjsSとし、ソース領域303と素子分離絶縁膜306との境界部のPN接合の単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswSとし、IGFET301のゲート側壁304の下層に存在するPN接合のゲート幅方向単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswgSとすることで、下記の式(17)で計算される。
また、ソース領域303のダイオード電流IdioSも同様に、単位面積あたりのダイオード電流を表す関数をIjsSとし、ソース領域303と素子分離絶縁膜306との境界部のPN接合の単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswSとし、IGFET301のゲート側壁304の下層に存在するPN接合のゲート幅方向単位長さあたりのダイオード電流を表す関数をIjswgSとすることで、下記の式(17)で計算される。
IdioS = AS・IjsS + PS・IjswS + W・IjswgS ・・・ 式(17)
本実施形態のダイオード電流計算部104は、上記の式(8)〜式(15)で求められた機械的応力に関するパラメータを使用して、式(16)および式(17)のIjsD、IjswgD、IjsS、IjswgSに対し機械的応力の影響を繰り込んだIjsD_a、IjswgD_a、IjsS_a、IjswgS_aを計算する。
本実施形態のダイオード電流計算部104は、上記の式(8)〜式(15)で求められた機械的応力に関するパラメータを使用して、式(16)および式(17)のIjsD、IjswgD、IjsS、IjswgSに対し機械的応力の影響を繰り込んだIjsD_a、IjswgD_a、IjsS_a、IjswgS_aを計算する。
IjsD_a = IjsD_ref × [{1 + a1・Stxd}/{1 + a1・Stxd_ref}]
× [{1 + a2・Stw}/{1 + a2・Stw_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiyd)}/{1 + a4・(1/Stiyd_ref)}]
・・・式(18)
IjswgD_a = IjswgD_ref × [{1 + b1・Stld}/{1 + b1・Stld_ref}]
× [{1 + b2・(1/Stix)}/{1 + b2・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + b3・(1/Stiyd)}/{1 + b3・(1/Stiyd_ref)}]
・・・式(19)
IjsS_a = IjsS_ref × [{1 + a1・Stxs}/{1 + a1・Stxs_ref}]
× [{1 + a2・Stw}/{1 + a2・Stw_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiys)}/{1 + a4・(1/Stiys_ref)}]
・・・式(20)
IjswgS_a = IjswgS_ref × [{1 + b1・Stls}/{1 + b1・Stls_ref}]
× [{1 + b2・(1/Stix)}/{1 + b2・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + b3・(1/Stiys)}/{1 + b3・(1/Stiys_ref)}]
・・・式(21)
ここで、IjsD_ref、IjsS_refは、ある基準レイアウトにおける単位面積あたりのダイオード電流であり、同様にIjswgD_ref、IjswgS_refは、上記基準レイアウトにおけるゲート側壁の下方に存在するPN接合のゲート幅方向単位長さあたりのダイオード電流である。またその基準レイアウトにおいてはStxd=Stxd_ref、Stxs=Stxs_ref、Stw=Stw_ref、Stix=Stix_ref、Stiyd=Stiyd_ref、Stiys=Stiys_refが成り立つ。また、a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3はフィッティング係数である。
× [{1 + a2・Stw}/{1 + a2・Stw_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiyd)}/{1 + a4・(1/Stiyd_ref)}]
・・・式(18)
IjswgD_a = IjswgD_ref × [{1 + b1・Stld}/{1 + b1・Stld_ref}]
× [{1 + b2・(1/Stix)}/{1 + b2・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + b3・(1/Stiyd)}/{1 + b3・(1/Stiyd_ref)}]
・・・式(19)
IjsS_a = IjsS_ref × [{1 + a1・Stxs}/{1 + a1・Stxs_ref}]
× [{1 + a2・Stw}/{1 + a2・Stw_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiys)}/{1 + a4・(1/Stiys_ref)}]
・・・式(20)
IjswgS_a = IjswgS_ref × [{1 + b1・Stls}/{1 + b1・Stls_ref}]
× [{1 + b2・(1/Stix)}/{1 + b2・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + b3・(1/Stiys)}/{1 + b3・(1/Stiys_ref)}]
・・・式(21)
ここで、IjsD_ref、IjsS_refは、ある基準レイアウトにおける単位面積あたりのダイオード電流であり、同様にIjswgD_ref、IjswgS_refは、上記基準レイアウトにおけるゲート側壁の下方に存在するPN接合のゲート幅方向単位長さあたりのダイオード電流である。またその基準レイアウトにおいてはStxd=Stxd_ref、Stxs=Stxs_ref、Stw=Stw_ref、Stix=Stix_ref、Stiyd=Stiyd_ref、Stiys=Stiys_refが成り立つ。また、a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3はフィッティング係数である。
そして、ダイオード電流計算部104は、IjsD_a、IjswgD_a、IjsS_a、IjswgS_aを計算すると、引き続き、式(16)のIjsDおよびIjswgDの代わりに上記式(18)のIjsD_aおよび式(19)のIjswgD_aを用いることにより、IGFET301のドレイン領域302を流れる寄生ダイオード電流の機械的応力の大きさに応じた値IdioD_aを下記の式(22)のように計算する。
IdioD_a = AD・IjsD_a + PD・IjswD + W・IjswgD_a ・・・ 式(22)
また、同様に、式(17)のIjsSおよびIjswgSの代わりに上記式(20)のIjsS_aおよび式(21)のIjswgS_aを用いることにより、IGFET301のソース領域303を流れる寄生ダイオード電流の機械的応力の大きさに応じた値IdioS_aを下記の式(23)のように計算する。
また、同様に、式(17)のIjsSおよびIjswgSの代わりに上記式(20)のIjsS_aおよび式(21)のIjswgS_aを用いることにより、IGFET301のソース領域303を流れる寄生ダイオード電流の機械的応力の大きさに応じた値IdioS_aを下記の式(23)のように計算する。
IdioS_a = AS・IjsS_a + PS・IjswS + W・IjswgS_a ・・・ 式(23)
式(16)および式(17)に従うと、図7(a)、(b)のようにWは等しいがAD及びPDの異なるレイアウトのIGFET301同士を比較すると、シミュレーション上、ダイオード電流IdioDは、AD及びPDの大きな図7(a)の方が大きくなる。しかし、実物のIGFET301では、図7(b)のレイアウトの方が、素子分離絶縁膜から及ぼされる機械的応力の影響が大きくなることにより、ダイオード電流IdioDが大きくなる場合もある。したがって、式(16)および式(17)を用いた場合、シミュレーションによってIGFET301のダイオード電流を精度よく見積もることができない。
式(16)および式(17)に従うと、図7(a)、(b)のようにWは等しいがAD及びPDの異なるレイアウトのIGFET301同士を比較すると、シミュレーション上、ダイオード電流IdioDは、AD及びPDの大きな図7(a)の方が大きくなる。しかし、実物のIGFET301では、図7(b)のレイアウトの方が、素子分離絶縁膜から及ぼされる機械的応力の影響が大きくなることにより、ダイオード電流IdioDが大きくなる場合もある。したがって、式(16)および式(17)を用いた場合、シミュレーションによってIGFET301のダイオード電流を精度よく見積もることができない。
しかし、本実施形態のシミュレーション装置は、式(18)〜(23)で示した一連の計算処理を行うことにより、機械的応力の影響を考慮して、IGFET301の寄生ダイオード電流の値を見積もる。これにより、見積もりの精度を向上させることができる。
《実施形態2》
図8は、本発明の実施形態2に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
図8は、本発明の実施形態2に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態のシミュレーション装置は、実施形態1のシミュレーション装置と同様に、ネットリストを入力データとし、シミュレーション対象である集積回路の電気的特性計算結果を出力する。本実施形態のシミュレーション装置は、回路シミュレーション実行部102に代えて、回路シミュレーション実行部401を備えている点で、実施形態1のシミュレーション装置と異なっている。回路シミュレーション実行部401は、機械的応力パラメータ計算部103、ダイオードモデルパラメータ補正部402、およびダイオード電気特性計算部403を備えている。
以下、本実施形態のシミュレーション装置が、IGFET301の寄生ダイオード電流を計算する処理について説明する。
実施形態1のダイオード電流計算部104には新規な機能を組み込む必要があったが、本実施形態のダイオード電気特性計算部403の機能は、既存のSPICEシミュレータによって実現される。本実施形態のシミュレーション装置は、ダイオードモデルとして、BSIM4の寄生ダイオードモデルを用いてシミュレーションを行う。この寄生ダイオードモデルは、U. C. Berkeleyで開発されたMOSFETモデルである。
まず、機械的応力パラメータ計算部103は、実施形態1と同様に、式(8)〜式(15)を用いて、機械的応力に関するパラメータを計算する。
続いて、ダイオードモデルパラメータ補正部402は、BSIM4寄生ダイオードモデルのパラメータJTSD、JTSS、JTSSWGD、JTSSWGSに対して、以下の式(24)〜式(27)に示すような補正を加える。なお、JTSD、およびJTSSはそれぞれ、ドレイン側およびソース側の寄生ダイオードの単位面積あたりの電流強度を定めるパラメータである。またJTSSWGD、およびJTSSWGSはそれぞれ、ドレイン側およびソース側のゲート側壁の下層に存在するPN接合のゲート幅方向の単位長さあたりの電流強度を定めるパラメータである。
JTSD = JTSD_ref × [{1 + a1・Stxd}/{1 + a1・Stxd_ref}]
× [{1 + a2・Stw}/{1 + a2・Stw_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiyd)}/{1 + a4・(1/Stiyd_ref)}]
・・・式(24)
JTSSWGD = JTSSWGD_ref × [{1 + b1・Stld}/{1 + b1・Stld_ref}]
× [{1 + b2・(1/Stix)}/{1 + b2・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + b3・(1/Stiyd)}/{1 + b3・(1/Stiyd_ref)}]
・・・式(25)
JTSS = JTSS_ref × [{1 + a1・Stxs}/{1 + a1・Stxs_ref}]
× [{1 + a2・Stw}/{1 + a2・Stw_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiys)}/{1 + a4・(1/Stiys_ref)}]
・・・式(26)
JTSSWGS = JTSSWGS_ref × [{1 + b1・Stls}/{1 + b1・Stls_ref}]
× [{1 + b2・(1/Stix)}/{1 + b2・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + b3・(1/Stiys)}/{1 + b3・(1/Stiys_ref)}]
・・・式(27)
ここで、JTSD_ref、JTSS_ref、JTSSWGD_ref、JTSSWGS_refは、ある基準レイアウトにおいて抽出されたJTSD、JTSS、JTSSWGD、JTSSWGSパラメータ値である。また、a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3はフィッティング係数である。
× [{1 + a2・Stw}/{1 + a2・Stw_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiyd)}/{1 + a4・(1/Stiyd_ref)}]
・・・式(24)
JTSSWGD = JTSSWGD_ref × [{1 + b1・Stld}/{1 + b1・Stld_ref}]
× [{1 + b2・(1/Stix)}/{1 + b2・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + b3・(1/Stiyd)}/{1 + b3・(1/Stiyd_ref)}]
・・・式(25)
JTSS = JTSS_ref × [{1 + a1・Stxs}/{1 + a1・Stxs_ref}]
× [{1 + a2・Stw}/{1 + a2・Stw_ref}]
× [{1 + a3・(1/Stix)}/{1 + a3・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + a4・(1/Stiys)}/{1 + a4・(1/Stiys_ref)}]
・・・式(26)
JTSSWGS = JTSSWGS_ref × [{1 + b1・Stls}/{1 + b1・Stls_ref}]
× [{1 + b2・(1/Stix)}/{1 + b2・(1/Stix_ref)}]
× [{1 + b3・(1/Stiys)}/{1 + b3・(1/Stiys_ref)}]
・・・式(27)
ここで、JTSD_ref、JTSS_ref、JTSSWGD_ref、JTSSWGS_refは、ある基準レイアウトにおいて抽出されたJTSD、JTSS、JTSSWGD、JTSSWGSパラメータ値である。また、a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3はフィッティング係数である。
さらに引き続き、ダイオード電気特性計算部403は、式(24)〜式(27)で求められるダイオードモデルパラメータと、BSIM4の寄生ダイオードモデル式を用いて、IGFET301の寄生ダイオード電流を計算する。
このような一連の処理により、機械的応力の影響を考慮したIGFETの寄生ダイオード電流の計算が可能となる。
このように、本実施形態のシミュレーション装置は、機械的応力パラメータ計算部103によって計算される機械的応力に関するパラメータを用いて、既存のSPICEシミュレータが有するダイオードモデルのモデルパラメータに補正を加え、補正されたダイオードモデルパラメータを用いてダイオードモデルについての計算を行う。つまり、機械的応力の影響が反映されたモデルパラメータを用いることによって、機械的応力の影響を繰り込んだダイオード電流の計算を行う。
《その他の実施形態》
なお、実施形態1のシミュレーション装置は、Stx、Sty、Stix、およびStiyの4種類の機械的応力に関するパラメータを用いて、ダイオード202に流れる電流を求めるようになっていた。また、Stxd、Stxs、Stw、Stld、Stls、Stix、Stiyd、およびStiysの8種類の機械的応力に関するパラメータを用いて、IGFET301の寄生ダイオードに流れる電流を求めるようになっていた。しかし、これらのパラメータに限らず、機械的応力に関する他のパラメータが用いられるようにしてもよいし、これらのパラメータのうちの一部だけが用いられるようにしてもよい。
なお、実施形態1のシミュレーション装置は、Stx、Sty、Stix、およびStiyの4種類の機械的応力に関するパラメータを用いて、ダイオード202に流れる電流を求めるようになっていた。また、Stxd、Stxs、Stw、Stld、Stls、Stix、Stiyd、およびStiysの8種類の機械的応力に関するパラメータを用いて、IGFET301の寄生ダイオードに流れる電流を求めるようになっていた。しかし、これらのパラメータに限らず、機械的応力に関する他のパラメータが用いられるようにしてもよいし、これらのパラメータのうちの一部だけが用いられるようにしてもよい。
また、実施形態2のシミュレーション装置は、BSIM4の寄生ダイオードモデルを用いてシミュレーションを行うものであった。しかし、この寄生ダイオードモデルに限らず、これ以外のダイオードモデルが用いられるようにしてもよい。例えば、同じくU. C. Berkeleyで開発されたMOSFETモデルであるBSIM3の寄生ダイオードモデルが用いられるようにしてもよいし、U. C. Berkeleyで開発された汎用回路解析プログラムSPICEに内蔵されているダイオードモデルが用いられるようにしてもよい。つまり、シミュレーション装置が、BSIM3の寄生ダイオードモデルや、SPICEに内蔵されているダイオードモデルのパラメータを補正し、補正後のパラメータとこれらモデルの式とを用いて、ダイオードを流れる電流を計算するようにしてもよい。
本発明に係るシミュレーション方法およびシミュレーション装置は、ダイオードを含む集積回路のシミュレーション精度が向上するという効果を有し、例えば、ダイオードを含む集積回路のシミュレーションを高精度に行うシミュレーション方法およびシミュレーション装置等として有用である。
101 レイアウト情報格納部
102 回路シミュレーション実行部
103 機械的応力パラメータ計算部
104 ダイオード電流計算部
201 素子分離絶縁膜
202 ダイオード
203 OD領域
204〜207 辺
301 IGFET
302 ドレイン領域
303 ソース領域
304 ゲート側壁
305 OD領域
306 素子分離絶縁膜
307〜312 辺
401 回路シミュレーション実行部
402 ダイオードモデルパラメータ補正部
403 ダイオード電気特性計算部
102 回路シミュレーション実行部
103 機械的応力パラメータ計算部
104 ダイオード電流計算部
201 素子分離絶縁膜
202 ダイオード
203 OD領域
204〜207 辺
301 IGFET
302 ドレイン領域
303 ソース領域
304 ゲート側壁
305 OD領域
306 素子分離絶縁膜
307〜312 辺
401 回路シミュレーション実行部
402 ダイオードモデルパラメータ補正部
403 ダイオード電気特性計算部
Claims (34)
- シミュレーション装置による集積回路のシミュレーション方法であって、
前記集積回路に含まれる計算対象ダイオードを流れる電流を、前記計算対象ダイオードに及ぼされる機械的応力に関するパラメータを用いて計算することを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項1のシミュレーション方法において、
前記機械的応力に関するパラメータに加え、前記計算対象ダイオードの接合面積を示すパラメータAd、および前記計算対象ダイオードとその周囲の素子分離絶縁膜との境界部の長さを示すパラメータPdを用いて、前記計算対象ダイオードを流れる電流を計算することを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項2のシミュレーション方法において、
前記計算対象ダイオードのレイアウト形状は、縦横の長さがXおよびYで表される矩形であり、
前記機械的応力に関するパラメータには、
前記Xを用いて表されるパラメータStxおよび前記Yを用いて表されるパラメータStyのうちの少なくとも一方が含まれることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項3のシミュレーション方法において、
前記パラメータStxは、1/Xであり、
前記パラメータStyは、1/Yであることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項2のシミュレーション方法において、
前記計算対象ダイオードのレイアウト形状は、互いに対向する第1および第2の辺と互いに対向する第3および第4の辺を有する矩形であり、
前記機械的応力に関するパラメータには、
前記第1の辺から前記計算対象ダイオードに接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X1と、前記第2の辺から前記素子分離絶縁膜における当該第2の辺に対向する側縁までの距離X2とを用いて表されるパラメータStixと、
前記第3の辺から前記素子分離絶縁膜における当該第3の辺に対向する側縁までの距離Y1と、前記第4の辺から前記素子分離絶縁膜における当該第4の辺に対向する側縁までの距離Y2とを用いて表されるパラメータStiyのうちの少なくとも一方が含まれることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項5のシミュレーション方法において、
前記パラメータStixは、{1/X1+1/X2}であり、
前記パラメータStiyは、{1/Y1+1/Y2}であることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項1のシミュレーション方法において、
前記計算対象ダイオードは、絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域またはソース領域にPN接合で形成される寄生ダイオードであり、
前記計算対象ダイオードが、ドレイン領域に形成される寄生ダイオードである場合には、前記機械的応力に関するパラメータに加え、前記計算対象ダイオードの接合面積を表すパラメータAD、前記ドレイン領域とその周囲の素子分離絶縁膜との境界部の長さを示すパラメータPD、および前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート長を表すパラメータLとゲート幅を表すパラメータWを用いて、前記計算対象ダイオードを流れる電流を計算し、
前記計算対象ダイオードが、ソース領域に形成される寄生ダイオードである場合には、前記機械的応力に関するパラメータに加え、前記計算対象ダイオードの接合面積を表すパラメータAS、前記ソース領域とその周囲の素子分離絶縁膜との境界部の長さを示すパラメータPS、および前記ゲート長を表すパラメータLとゲート幅を表すパラメータWを用いて、前記計算対象ダイオードを流れる電流を計算することを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項7のシミュレーション方法において、
前記機械的応力に関するパラメータには、
前記パラメータWを用いて表されるパラメータStwが含まれることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項8のシミュレーション方法において、
前記パラメータStwは、1/Wであることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項7のシミュレーション方法において、
前記計算対象ダイオードのレイアウト形状は矩形であり、
前記計算対象ダイオードが、ドレイン領域に形成される寄生ダイオードである場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートと、前記計算対象ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xdを用いて表されるパラメータStxdが含まれ、
前記計算対象ダイオードが、ソース領域に形成される寄生ダイオードである場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートと、前記計算対象ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xsを用いて表されるパラメータStxsが含まれることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項10のシミュレーション方法において、
前記パラメータStxdは、1/Xdであり、
前記パラメータStxsは、1/Xsであることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項7のシミュレーション方法において、
前記計算対象ダイオード、および前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域およびソース領域のうち、前記計算対象ダイオードが形成されていない方に形成される対向寄生ダイオードのレイアウト形状は矩形であり、
前記計算対象ダイオードが、ドレイン領域に形成される場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記パラメータL、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートと、前記計算対象ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xd、および前記ゲートと、前記対向寄生ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xsを用いて表されるパラメータStldが含まれ、
前記計算対象ダイオードが、ソース領域に形成される場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記パラメータL、前記ゲートと、前記対向寄生ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xd、および前記ゲートと、前記計算対象ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xsを用いて表されるパラメータStlsが含まれることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項12のシミュレーション方法において、
前記パラメータStldは、{1/Xd+1/(Xs+L)}であり、
前記パラメータStlsは、{1/Xs+1/(Xd+L)}であることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項7のシミュレーション方法において、
前記計算対象ダイオード、および前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域およびソース領域のうち、前記計算対象ダイオードが形成されていない方に形成される対向寄生ダイオードのレイアウト形状は矩形であり、
前記計算対象ダイオード、および前記対向寄生ダイオードは、それぞれ、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する第1の辺、および当該ゲートに対向しない第2と第3の辺を有し、
前記計算対象ダイオードが、ドレイン領域に形成される場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記計算対象ダイオードの第1の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X1と、前記対向寄生ダイオードの第1の辺から、当該対向寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X2とを用いて表されるパラメータStix、および前記計算対象ダイオードの第2の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第2の辺に対向する側縁までの距離Yd1と、前記計算対象ダイオードの第3の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第3の辺に対向する側縁までの距離Yd2とを用いて表されるパラメータStiydのうちの少なくとも1方が含まれ、
前記計算対象ダイオードが、ソース領域に形成される場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記計算対象ダイオードの第1の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X2と、前記対向寄生ダイオードの第1の辺から、当該対向寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X1とを用いて表されるパラメータStix、および前記計算対象ダイオードの第2の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第2の辺に対向する側縁までの距離Ys1と、前記計算対象ダイオードの第3の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第3の辺に対向する側縁までの距離Ys2とを用いて表されるパラメータStiysのうちの少なくとも1方が含まれることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項14のシミュレーション方法において、
前記パラメータStixは、{1/X1+1/X2}であり、
前記パラメータStiydは、{1/Yd1+1/Yd2}であり、
前記パラメータStiysは、{1/Ys1+1/Ys2}であることを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項1から請求項15までのいずれか1項のシミュレーション方法において、
前記機械的応力に関するパラメータを用いて、ダイオードモデルのパラメータを補正し、補正後のパラメータと前記ダイオードモデルの式とを用いて前記計算対象ダイオードを流れる電流を計算することを特徴とするシミュレーション方法。 - 請求項16のシミュレーション方法において、
前記ダイオードモデルは、U. C. Berkeleyで開発された汎用回路解析プログラムSPICEに内蔵されているダイオードモデルまたは、U. C. Berkeleyで開発されたMOSFETモデルであるBSIM3あるいはBSIM4に包含されている寄生ダイオードモデルであることを特徴とするシミュレーション方法。 - 集積回路のシミュレーション装置であって、
前記集積回路に含まれる計算対象ダイオードを流れる電流を、前記計算対象ダイオードに及ぼされる機械的応力に関するパラメータを用いて計算する回路シミュレーション実行部を備えていることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項18のシミュレーション装置において、
前記回路シミュレーション実行部は、前記機械的応力に関するパラメータに加え、前記計算対象ダイオードの接合面積を示すパラメータAd、および前記計算対象ダイオードとその周囲の素子分離絶縁膜との境界部の長さを示すパラメータPdを用いて、前記計算対象ダイオードを流れる電流を計算することを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項19のシミュレーション装置において、
前記計算対象ダイオードのレイアウト形状は、縦横の長さがXおよびYで表される矩形であり、
前記機械的応力に関するパラメータには、
前記Xを用いて表されるパラメータStxおよび前記Yを用いて表されるパラメータStyのうちの少なくとも一方が含まれることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項20のシミュレーション装置において、
前記パラメータStxは、1/Xであり、
前記パラメータStyは、1/Yであることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項19のシミュレーション装置において、
前記計算対象ダイオードのレイアウト形状は、互いに対向する第1および第2の辺と互いに対向する第3および第4の辺を有する矩形であり、
前記機械的応力に関するパラメータには、
前記第1の辺から前記計算対象ダイオードに接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X1と、前記第2の辺から前記素子分離絶縁膜における当該第2の辺に対向する側縁までの距離X2とを用いて表されるパラメータStixと、
前記第3の辺から前記素子分離絶縁膜における当該第3の辺に対向する側縁までの距離Y1と、前記第4の辺から前記素子分離絶縁膜における当該第4の辺に対向する側縁までの距離Y2とを用いて表されるパラメータStiyのうちの少なくとも一方が含まれることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項22のシミュレーション装置において、
前記パラメータStixは、{1/X1+1/X2}であり、
前記パラメータStiyは、{1/Y1+1/Y2}であることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項18のシミュレーション装置において、
前記計算対象ダイオードは、絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域またはソース領域にPN接合で形成される寄生ダイオードであり、
前記計算対象ダイオードが、ドレイン領域に形成される寄生ダイオードである場合には、前記回路シミュレーション実行部は、前記機械的応力に関するパラメータに加え、前記計算対象ダイオードの接合面積を表すパラメータAD、前記ドレイン領域とその周囲の素子分離絶縁膜との境界部の長さを示すパラメータPD、および前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート長を表すパラメータLとゲート幅を表すパラメータWを用いて、前記計算対象ダイオードを流れる電流を計算し、
前記計算対象ダイオードが、ソース領域に形成される寄生ダイオードである場合には、前記回路シミュレーション実行部は、前記機械的応力に関するパラメータに加え、前記計算対象ダイオードの接合面積を表すパラメータAS、前記ソース領域とその周囲の素子分離絶縁膜との境界部の長さを示すパラメータPS、および前記ゲート長を表すパラメータLとゲート幅を表すパラメータWを用いて、前記計算対象ダイオードを流れる電流を計算することを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項24のシミュレーション装置において、
前記機械的応力に関するパラメータには、
前記パラメータWを用いて表されるパラメータStwが含まれることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項25のシミュレーション装置において、
前記パラメータStwは、1/Wであることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項24のシミュレーション装置において、
前記計算対象ダイオードのレイアウト形状は矩形であり、
前記計算対象ダイオードが、ドレイン領域に形成される寄生ダイオードである場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートと、前記計算対象ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xdを用いて表されるパラメータStxdが含まれ、
前記計算対象ダイオードが、ソース領域に形成される寄生ダイオードである場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートと、前記計算対象ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xsを用いて表されるパラメータStxsが含まれることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項27のシミュレーション装置において、
前記パラメータStxdは、1/Xdであり、
前記パラメータStxsは、1/Xsであることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項24のシミュレーション装置において、
前記計算対象ダイオード、および前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域およびソース領域のうち、前記計算対象ダイオードが形成されていない方に形成される対向寄生ダイオードのレイアウト形状は矩形であり、
前記計算対象ダイオードが、ドレイン領域に形成される場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記パラメータL、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートと、前記計算対象ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xd、および前記ゲートと、前記対向寄生ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xsを用いて表されるパラメータStldが含まれ、
前記計算対象ダイオードが、ソース領域に形成される場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記パラメータL、前記ゲートと、前記対向寄生ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xd、および前記ゲートと、前記計算対象ダイオードにおける当該ゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する1辺との距離Xsを用いて表されるパラメータStlsが含まれることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項29のシミュレーション装置において、
前記パラメータStldは、{1/Xd+1/(Xs+L)}であり、
前記パラメータStxsは、{1/Xs+1/(Xd+L)}であることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項24のシミュレーション装置において、
前記計算対象ダイオード、および前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域およびソース領域のうち、前記計算対象ダイオードが形成されていない方に形成される対向寄生ダイオードのレイアウト形状は矩形であり、
前記計算対象ダイオード、および前記対向寄生ダイオードは、それぞれ、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートに対向して前記素子分離絶縁膜と接する第1の辺、および当該ゲートに対向しない第2と第3の辺を有し、
前記計算対象ダイオードが、ドレイン領域に形成される場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記計算対象ダイオードの第1の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X1と、前記対向寄生ダイオードの第1の辺から、当該対向寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X2とを用いて表されるパラメータStix、および前記計算対象ダイオードの第2の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第2の辺に対向する側縁までの距離Yd1と、前記計算対象ダイオードの第3の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第3の辺に対向する側縁までの距離Yd2とを用いて表されるパラメータStiydのうちの少なくとも1方が含まれ、
前記計算対象ダイオードが、ソース領域に形成される場合には、前記機械的応力に関するパラメータに、前記計算対象ダイオードの第1の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X2と、前記対向寄生ダイオードの第1の辺から、当該対向寄生ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第1の辺に対向する側縁までの距離X1とを用いて表されるパラメータStix、および前記計算対象ダイオードの第2の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第2の辺に対向する側縁までの距離Ys1と、前記計算対象ダイオードの第3の辺から、当該計算対象ダイオードに隣接する素子分離絶縁膜における当該第3の辺に対向する側縁までの距離Ys2とを用いて表されるパラメータStiysのうちの少なくとも1方が含まれることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項31のシミュレーション装置において、
前記パラメータStixは、{1/X1+1/X2}であり、
前記パラメータStiydは、{1/Yd1+1/Yd2}であり、
前記パラメータStiysは、{1/Ys1+1/Ys2}であることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項18から請求項32までのいずれか1項のシミュレーション装置において、
前記回路シミュレーション実行部は、
前記機械的応力に関するパラメータを用いて、ダイオードモデルのパラメータを補正し、補正後のパラメータと前記ダイオードモデルの式とを用いて前記計算対象ダイオードを流れる電流を計算することを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項33のシミュレーション装置において、
前記ダイオードモデルは、U. C. Berkeleyで開発された汎用回路解析プログラムSPICEに内蔵されているダイオードモデルまたは、U. C. Berkeleyで開発されたMOSFETモデルであるBSIM3あるいはBSIM4に包含されている寄生ダイオードモデルであることを特徴とするシミュレーション装置。
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JP2007136214A JP2008294105A (ja) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | シミュレーション方法およびシミュレーション装置 |
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