JP2012014489A - Method, device and program for verifying layout of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の設計検証技術に関し、特に、レイアウトの検証方法と装置に関する。 The present invention relates to a design verification technique for a semiconductor device, and more particularly to a layout verification method and apparatus.
半導体製造の微細化が進むにつれて、リソグラフィ、エッチングの効果を無視できなくなってきている。リソグラフィ、エッチングの影響を受けてトランジスタの特性を決めるL(ゲート長)、W(ゲート幅)がレイアウト寸法通りできない場合がある。リソグラフィ、エッチングの影響により角は丸みを帯びる。 As semiconductor manufacturing becomes finer, the effects of lithography and etching cannot be ignored. In some cases, L (gate length) and W (gate width), which determine transistor characteristics under the influence of lithography and etching, cannot be in accordance with the layout dimensions. Corners are rounded due to the influence of lithography and etching.
例えば特許文献1等にも記載されている通り、パターンの微細化が進むにつれて、各プロセスでパターンを忠実に形成することが困難となってきており、最終仕上り寸法が設計パターン通りにならないという問題が生じている。これらの問題を解決するために、各プロセスでの変換差を考慮して、最終仕上り寸法が設計パターン寸法と等しくなるように設計パターンと異なるマスクパターンを作成するマスクデータ処理が重要になっている。特許文献1では、異なるレイヤーから構成されるシリコンの出来上がり構造(例えば、ポリシリコンとコンタクト)の目ずれマージンが適切に設定できていないという課題に対して、異なるレイヤーそれぞれでリソグラフィシミュレーションを実行して、異なる平面図形を算出し重ね合わせて、DRC(Design Rule Checker)でマージンチェックを行う。なお、特許文献1には、本発明で扱うデフュージョン・ラウンディング(diffusion rounding)(以下、Diffusionラウンディング)は扱われていない。
For example, as described in
以下に関連技術の分析を与える。 The analysis of related technology is given below.
パターンの微細化が進むにつれて、L(ゲート長)、W(ゲート幅)がレイアウト寸法通りできず、リソグラフィ、エッチングの影響として、角が丸みを帯びる特徴があり、回路シミュレーションとシリコン特性間の誤差になる。Diffusionラウンディングの影響を防ぐために、トランジスタの特性変動量を定量的に考慮して、最適な設計基準を設定する方法とレイアウト検証をすることが必要である。 As pattern miniaturization progresses, L (gate length) and W (gate width) cannot follow the layout dimensions, and there is a feature that the corners are rounded due to the influence of lithography and etching, and an error between circuit simulation and silicon characteristics become. In order to prevent the influence of the diffusion rounding, it is necessary to quantitatively consider the characteristic variation amount of the transistor and to set the optimum design standard and to perform layout verification.
したがって、本発明の目的は、Diffusionラウンディングの影響を防ぐためにトランジスタの特性変動量を定量的に考慮した最適な設計基準を設定可能とし、該設計基準に基づく設計の検証を可能とする方法と装置、プログラムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to set an optimum design standard that quantitatively considers the characteristic variation of a transistor in order to prevent the influence of Diffusion rounding, and to enable verification of the design based on the design standard. It is to provide a device and a program.
本発明の1つの側面によれば、予め定められた所定幅Wの領域の一側の第1の辺と端部で交差する第2の辺を有する平面形状の拡散層において前記第1の辺と前記第2の辺で確定されるコーナー部に形成されるラウンディング(Diffusion rounding)の形状を数式で表現し、
前記コーナー部に隣接して配設されるゲート幅Wのトランジスタに関して、前記第2の辺と前記ゲートの間隔をX1とし、前記ラウンディングによって生じるゲート幅の変動量をΔWとし、
前記ラウンディングの形状パラメータとΔWとX1の平面幾何学的関係と、前記トランジスタの特性変動率とゲート幅の変動率ΔW/Wの関係とから、
前記ラウンディングの形状パラメータと、前記トランジスタの特性変動率と、前記ゲート幅Wとによって規定される計算式を用いて、前記第2の辺と前記ゲートの間隔X1の基準値を導出し、
半導体装置のレイアウト図形情報から前記コーナー部に隣接して配設されるトランジスタのゲートと前記第2の辺の間隔を抽出し、
前記抽出した前記ゲートと前記第2の辺の間隔が、与えられたトランジスタの特性変動率に対応する前記X1の基準値を満たすか否か判定する、レイアウト検証方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, the first side in a planar diffusion layer having a second side that intersects with a first side on one side of an area having a predetermined width W at an end. And expressing the shape of the rounding formed at the corner defined by the second side by a mathematical expression,
For a transistor having a gate width W disposed adjacent to the corner portion, an interval between the second side and the gate is X1, a gate width variation amount caused by the rounding is ΔW,
From the geometrical parameters of the rounding and the plane geometric relationship between ΔW and X1, and the relationship between the characteristic variation rate of the transistor and the variation rate ΔW / W of the gate width,
Using a calculation formula defined by the rounding shape parameter, the characteristic variation rate of the transistor, and the gate width W, a reference value of the distance X1 between the second side and the gate is derived.
Extracting the distance between the gate of the transistor disposed adjacent to the corner portion and the second side from the layout graphic information of the semiconductor device;
There is provided a layout verification method for determining whether or not a distance between the extracted gate and the second side satisfies a reference value of X1 corresponding to a given transistor characteristic variation rate.
本発明においては、前記ラウンディングの形状を円弧で近似し、前記ラウンディングの形状パラメータを前記円弧の半径rとし、
前記設計基準値X1を、前記円弧の半径r、前記トランジスタの特性変動率ΔP/P、前記ゲート幅Wから以下の計算式
にて、導出する。
In the present invention, the rounding shape is approximated by an arc, and the rounding shape parameter is the radius r of the arc,
The design reference value X1 is calculated from the radius r of the arc, the characteristic variation rate ΔP / P of the transistor, and the gate width W as follows:
To derive.
本発明によれば、上記方法を実行する装置、コンピュータプログラム、コンピュータ読み出し可能な記録媒体が提供される。 According to the present invention, an apparatus, a computer program, and a computer-readable recording medium for executing the above method are provided.
本発明によれば、トランジスタの特性変動量を定量的に考慮して、Diffusionラウンディングの影響を防ぐ最適な設計基準を設定することができ、該設計基準に基づく設計の検証を可能としている。 According to the present invention, it is possible to set an optimum design standard that prevents the influence of diffusion rounding by quantitatively considering the amount of characteristic variation of the transistor, and it is possible to verify the design based on the design standard.
本発明の態様の1つを説明する。本発明の1つの態様においては、Diffusionラウンディング形状のΔWをモデリングし、モデル式を使ってWとトランジスタ特性変動量ΔIon/Ionの式を作成する。トランジスタの特性変動率ΔIon/Ionのとき、W毎に、X1最小設計基準値を算出する。 One aspect of the present invention will be described. In one aspect of the present invention, ΔW of the Diffusing round shape is modeled, and an equation of W and transistor characteristic variation ΔIon / Ion is created using a model equation. When the characteristic variation rate ΔIon / Ion of the transistor, an X1 minimum design reference value is calculated for each W.
図1は、本発明を説明するための図であり、設計レイアウトを模式的に示している。図1に示すように、基板表面の拡散層1は、予め定められた幅Wの領域の一側の辺(第1の辺)3と端部で直角に交わる第2の辺4を有する。第1の辺3と第2の辺4はコーナー部を構成する。コーナー部に隣接して配設されるトランジスタTrのゲート電極として、基板表面上に、ゲート酸化膜(不図示)を介して、第1の辺3に直交する方向に長さW(=ゲート幅)、第1の辺3に平行な方向に長さL(=ゲート長)のポリシリコン(Poly)2が設けられる。なお、ゲート電極(ポリシリコンゲート)2の直下の基板表面には拡散層は形成されず、ゲート電極への印加電圧によりチャネルが形成されることになる。ゲート電極(ポリシリコンゲート)2の中心線は第2の辺4に平行とされ、第2の辺4からX1だけ離間している。このトランジスタTrのゲート幅はWとされ、ポリシリコンゲート2の両側に配設される拡散層の一方をドレイン拡散層、他方をソース拡散層としている。第1の辺3と直角に交わる第2の辺4の長さはY1とされ、第2の辺4より左側の拡散層は、幅がW+Y1とされる。図1には、簡単のため、1つのトランジスタTrのみが示されているが、実現回路の構成に応じて、ゲート幅がW+Y1の1つ又は複数のトランジスタ(不図示)が、幅W+Y1の拡散層に対応して、ゲート幅がWのトランジスタTrと並行に図1の左側に配設される。また、図1のトランジスタTrの右側に、トランジスタTrと並行に、ゲート幅がWの1つ又は複数のトランジスタ(不図示)がさらに配設される場合もある。
FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention, and schematically shows a design layout. As shown in FIG. 1, the
図2は、図1のレイアウトの拡散層1の第1の辺3と第2の辺4のコーナー部に形成されるラウンディング(拡散層1のラウンディング、「Diffusionラウンディング」という)5の平面形状を模式的に示す図である。図2に示すように、拡散層のラウンディングが形成されるため、トランジスタのゲート幅はΔWだけずれる。なお、図2では、ΔWは、ゲート電極(ポリシリコンゲート)2の中心線とDiffusionラウンディング5の円弧の交点の第1の辺3からの距離で近似している。
2 shows a rounding (rounding of the
本実施形態におけるDiffusionラウンディング形状のモデリングについて説明する。本実施形態では、Diffusionラウンディング形状を円弧で近似して数式化する。なお、Diffusionラウンディング形状の近似は円弧に限定されるものでなく、Diffusionラウンディング形状を数式で表現できさえすれば、いかなる近似、数式を用いてもよいことは勿論である。 Modeling of the Diffusing round shape in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the diffusion rounding shape is approximated by a circular arc and is mathematically expressed. It should be noted that the approximation of the diffusion rounding shape is not limited to the circular arc, and it is needless to say that any approximation or mathematical formula may be used as long as the diffusion rounding shape can be expressed by a mathematical expression.
Diffusionラウンディング形状を円弧で近似した場合、半径rと、r−X1からなる三角形で残りの一辺をaとして、三平方の定理から、図3より、次式(1)が成り立つ。なお、図3において、図2の第1の辺3に対応し、Y軸は第2の辺4に対応し、Y軸(第2の辺)からX1離れた位置にポリシリコンゲート2の中心線が位置している。
When the Diffusion rounding shape is approximated by an arc, the following equation (1) is established from the three-square theorem based on the three-square theorem, with a radius r and a triangle consisting of r-X1 and the other side as a. In FIG. 3, the center of the
(1) (1)
ここで、aは、
よって、
(2)
Where a is
Therefore,
(2)
式(1)に式(2)を代入すると、
(3)
Substituting equation (2) into equation (1),
(3)
ΔWについて解くと、式(4)が導出される。
(4)
Solving for ΔW yields equation (4).
(4)
式(4)において、解、r+√は、円の上部を表す解なので、モデル式には不要である。よって、
(5)
In equation (4), the solution, r + √, is a solution representing the upper part of the circle and is not necessary for the model equation. Therefore,
(5)
X1>rのときは、Diffusionラウンディング5はゲート電極(ポリシコンゲート)2まで達することはないため、ゲート幅Wの変動はなく、ΔW=0となる。 When X1> r, the diffusion rounding 5 does not reach the gate electrode (polysilicon gate) 2 and therefore the gate width W does not vary and ΔW = 0.
また、
(6)
Also,
(6)
すなわち、Diffusionラウンディングの半径rがR以下のとき(ただし、Y1<R)、第2の辺の長さY1(ラウンディングのY軸方向の高さに対応する)を、円弧の半径rとする。また、r>Rの場合、r=Rとする。ただし、Rは、プロセス条件、OPC(Optical Proximity Correction:光近接効果補正)で決まる定数である。 That is, when the radius r of the Diffusing rounding is R or less (where Y1 <R), the length Y1 of the second side (corresponding to the height of the rounding in the Y-axis direction) is set to the radius r of the arc. To do. If r> R, r = R. However, R is a constant determined by process conditions and OPC (Optical Proximity Correction).
式(5)が、Diffusionラウンディング形状を表すモデル式である。このモデル式(5)を使って、ゲート幅Wとトランジスタの特性変動量の式を作成する。式(4)で得られたDiffusionラウンディングのΔWを使って、ラウンディングに隣接するトランジスタTrの特性変動量を表す。この時、トランジスタの特性(例えばドレイン電流)とゲート幅Wは、比例関係にあることを利用する。例えばMOSトランジスタのドレイン電流はW/Lに比例(すなわちWに比例)し、ゲート幅の変動率ΔW/W=+3%は、ドレイン電流ΔIon/Ion=+3%に等しい。 Equation (5) is a model equation representing the Diffusing rounding shape. Using this model equation (5), an equation for the gate width W and the transistor characteristic variation is created. The characteristic fluctuation amount of the transistor Tr adjacent to the rounding is expressed by using the difference rounding ΔW obtained by the equation (4). At this time, the fact that the transistor characteristics (for example, drain current) and the gate width W are in a proportional relationship is used. For example, the drain current of the MOS transistor is proportional to W / L (that is, proportional to W), and the gate width variation rate ΔW / W = + 3% is equal to the drain current ΔIon / Ion = + 3%.
ここで、制限したいトランジスタの特性変動率をΔIon/Ionとすると、次式(7)が成り立つ。 Here, when the characteristic variation rate of the transistor to be limited is ΔIon / Ion, the following equation (7) is established.
(7)
(7)
式(5)を、式(6)のΔWに代入して、
(8)
Substituting Equation (5) into ΔW in Equation (6),
(8)
2次方程式(7)をX1について解くと、
(9)
Solving the quadratic equation (7) for X1,
(9)
ここで解r+√は、X1>rのときの解であるため、不要である。よって、X1は次式(10)で与えられる。 Here, the solution r + √ is unnecessary because it is a solution when X1> r. Therefore, X1 is given by the following equation (10).
(10)
(10)
式(10)は、Diffusionラウンディング5に隣接するトランジスタ(Tr)のサイズ(ゲート幅W)、及び、該トランジスタ(Tr)の特性変動率ΔIon/Ionに対するX1の基準値(設計基準値)を導出するための計算式である。本実施形態によれば、このように、WとΔIon/Ionが決まれば、Diffusionラウンディングの半径rからX1の基準値を算出することができる。 Expression (10) is obtained by calculating the reference value (design reference value) of X1 with respect to the size (gate width W) of the transistor (Tr) adjacent to the diffusion rounding 5 and the characteristic variation rate ΔIon / Ion of the transistor (Tr). It is a calculation formula for deriving. According to the present embodiment, when W and ΔIon / Ion are determined in this way, the reference value of X1 can be calculated from the radius r of the Diffusing rounding.
本実施形態においては、特性変動率ΔIon/Ionに対して、ゲート幅Wの異なる値毎に、X1の基準値を算出する。すなわち、式(10)を使って、例えばΔIon/Ion=0.1%〜10%までのX1の基準値を算出する。この時、ゲート幅Wの値毎に、トランジスタ特性へ及ぼす影響が異なるため、X1の基準値は異なる。 In the present embodiment, the reference value of X1 is calculated for each value with different gate width W with respect to the characteristic variation rate ΔIon / Ion. That is, the reference value of X1 up to ΔIon / Ion = 0.1% to 10%, for example, is calculated using Expression (10). At this time, since the influence on the transistor characteristics is different for each value of the gate width W, the reference value of X1 is different.
図4に、式(10)にしたがって算出したX1基準値をグラフ表示で示す。図4において、縦軸はX1の基準値[um]、横軸はラウンディングに隣接するトランジスタTrのゲート幅W[um]である。許容される特性変動率ΔIon/Ionが、0.1%、0.2%、0.4%、1.0%、2.0%、4.0%、10.0%である場合のそれぞれに対して、X1の基準値を、実線a乃至gで示す。実線a乃至gは、制限したい特性変動率ΔIon/Ionのそれぞれのゲート幅WにおけるX1の最小基準値(設計で要求される特性変動率に対して許容されるX1の下限値)を与える。与えられたゲート幅Wに対して、制限したい特性変動率ΔIon/Ionを例えば0.2%として設計するには、第2の辺4とゲート中心間の距離X1を、実線(グラフ)bの対応するゲート幅Wとの交点以上の値として、レイアウト設計する必要がある。一方、X1が実線(グラフ)bの対応するゲート幅Wとの交点より小の場合、特性変動率ΔIon/Ion=0.2%は保証されない。
FIG. 4 is a graphical representation of the X1 reference value calculated according to the equation (10). In FIG. 4, the vertical axis represents the reference value [um] of X1, and the horizontal axis represents the gate width W [um] of the transistor Tr adjacent to the rounding. When the allowable characteristic fluctuation rate ΔIon / Ion is 0.1%, 0.2%, 0.4%, 1.0%, 2.0%, 4.0%, 10.0%, respectively On the other hand, the reference value of X1 is indicated by solid lines a to g. The solid lines a to g give the minimum reference value of X1 (the lower limit value of X1 allowed for the characteristic variation rate required in the design) at each gate width W of the characteristic variation rate ΔIon / Ion to be limited. In order to design the characteristic variation rate ΔIon / Ion to be limited to 0.2%, for example, for a given gate width W, the distance X1 between the
次に、X1の最小設計基準をレイアウト検証(DRC:Design Rule Check(レイアウトパターンが当該プロセスの設計規則に違反していないか否かを検査))する方法を説明する。 Next, a method of performing layout verification (DRC: Design Rule Check (inspecting whether the layout pattern does not violate the design rule of the process)) will be described.
レイアウト検証には、例えばMentor Graphics社のCalibre DRC等、データ処理装置上で稼動するEDA(Electronic Design Automation)ツールを用いる。図5は、本実施形態のレイアウト検証フローを示す図である。なお、図5の各ステップは、EDAツールが動作するコンピュータ(データ処理装置)上で実行されるプログラムにより実現される。 For the layout verification, an EDA (Electronic Design Automation) tool that operates on a data processing apparatus such as Calibr DRC manufactured by Mentor Graphics is used. FIG. 5 is a diagram showing a layout verification flow of the present embodiment. Each step in FIG. 5 is realized by a program executed on a computer (data processing apparatus) on which the EDA tool operates.
回路設計で許容できるトランジスタの見積もり特性変動率(特性誤差)ΔIon/Ionを決定する(ステップS101)。 Estimated characteristic variation rate (characteristic error) ΔIon / Ion of the transistor allowed in the circuit design is determined (step S101).
式(9)に特性変動率ΔIon/Ion、半径rを代入して、異なる値のゲート幅Wごとに、コーナー部に最も近いトランジスタのゲート電極の中心と第2の辺との間の設計基準値X1を決定する(ステップS102)。ステップS102では、例えば特性変動率が0.2%(あるいは他の別の値)とした場合の各ゲート幅に対してX1の基準値(図4のグラフb)を求めておく。 By substituting the characteristic variation rate ΔIon / Ion and the radius r into the equation (9), the design standard between the center of the gate electrode of the transistor closest to the corner portion and the second side for each different gate width W A value X1 is determined (step S102). In step S102, for example, a reference value of X1 (graph b in FIG. 4) is obtained for each gate width when the characteristic variation rate is 0.2% (or another value).
レイアウト設計が行われ(ステップS103)、レイアウト図形データからEDAツールを用いて、Diffusionラウンディングが形成されるコーナー部に最も近く配置されるトランジスタTrと、寸法X1を抽出する(ステップS104)。X1は、図1の第2の辺4に最も近く配置されるゲートの第2の辺4からの距離である。なお、ステップS104において、図1の第2の辺4の長さに対応する寸法Y1を抽出してもよい。Y1は、Diffusionラウンディング形状を表すパラメータでもある。
The layout design is performed (step S103), and the transistor Tr arranged closest to the corner where the diffusion rounding is formed and the dimension X1 are extracted from the layout graphic data using the EDA tool (step S104). X1 is a distance from the
ステップS104で抽出されたX1が、ステップS102で求めた設計で要求される特性変動率に対応する、X1の基準値を満たすか判定する(ステップS105)。不可の場合、レイアウト設計S103に戻る。ステップS104で算出されたX1が設計基準値X1よりも小さい場合、Diffusionラウンディングの影響により、トランジスタの許容される見積もり特性変動率ΔIon/Ionを満たさないことになる。したがって、レイアウトを再度行う。 It is determined whether X1 extracted in step S104 satisfies the reference value of X1 corresponding to the characteristic variation rate required in the design obtained in step S102 (step S105). If not, the process returns to the layout design S103. When X1 calculated in step S104 is smaller than the design reference value X1, the allowable estimated characteristic variation rate ΔIon / Ion of the transistor is not satisfied due to the influence of the diffusion rounding. Therefore, the layout is performed again.
ステップS105の判定がOKの場合、レイアウト検証は終了する(ステップS106)。 If the determination in step S105 is OK, the layout verification ends (step S106).
Ion以外の特性変動を考慮した設計基準を作成する場合、次のような手順でX1設計基準値を算出する。 When creating a design standard that takes into account characteristic variations other than Ion, the X1 design standard value is calculated in the following procedure.
Ion以外でDiffusionラウンディングが原因で引き起こされる特性変動としては、例えば、トランジスタの閾値電圧Vthの変動ΔVthやトランジスタのゲート容量の変動ΔCgがある。トランジスタの閾値電圧の変動ΔVthに対するX1設計基準値の決定は、以下の通りである。 Examples of characteristic fluctuations caused by diffusion rounding other than Ion include fluctuations ΔVth in the threshold voltage Vth of the transistor and fluctuations ΔCg in the gate capacitance of the transistor. The determination of the X1 design reference value for the transistor threshold voltage variation ΔVth is as follows.
トランジスタの閾値電圧Vthの特性は、Ion特性と強い相関がある(例えばIonは飽和領域で(VGS−Vth)2に比例する)。閾値電圧VthとIonの相関係数はゲート長Lの寸法によって異なる。予め、各L寸法毎にIon、Vth間の相関係数αを算出しておく(ΔIon=α×Vth)。 The characteristic of the threshold voltage Vth of the transistor has a strong correlation with the Ion characteristic (for example, Ion is proportional to (VGS−Vth) 2 in the saturation region). The correlation coefficient between the threshold voltage Vth and Ion varies depending on the dimension of the gate length L. A correlation coefficient α between Ion and Vth is calculated in advance for each L dimension (ΔIon = α × Vth).
例えば、±20mVの特性変動に抑えるためのX1の基準値を作成する場合、
(11)
For example, when creating a reference value of X1 to suppress the characteristic fluctuation of ± 20 mV,
(11)
式(11)で求めたΔIonを式(10)へ代入し、算出されるX1が設計基準値となる。 By substituting ΔIon obtained by Expression (11) into Expression (10), the calculated X1 becomes the design reference value.
次に、トランジスタのゲート容量の変動ΔCgに対するX1設計基準値の決定について説明する。ゲート容量の変動ΔCgは、トランジスタのゲート面積の変動量で決まるため、ΔW=ΔCとなる。式(6)を、以下のように、変形して同様の手順で算出されるX1が基準値となる。 Next, the determination of the X1 design reference value for the variation ΔCg of the gate capacitance of the transistor will be described. Since the variation ΔCg of the gate capacitance is determined by the variation amount of the gate area of the transistor, ΔW = ΔC. The equation (6) is modified as follows, and X1 calculated in the same procedure becomes the reference value.
(12)
(12)
トランジスタの特性変動からW毎に設計基準X1を設定できるため、過不足なく最適な制限をかけることが可能になる。また、回路設計で許容できるトランジスタの特性変動から設計基準X1を設定できるため、最適な制限をかけることが可能になる(図4)。 Since the design standard X1 can be set for each W based on the characteristic variation of the transistor, it is possible to apply an optimum limit without excessive or insufficient. In addition, since the design standard X1 can be set based on the transistor characteristic variation allowable in the circuit design, it is possible to apply an optimum limit (FIG. 4).
このように、本実施形態によれば、Diffusionラウンディングの効果を、トランジスタの特性変動に換算してからX1設計基準値を算出しているため、W、ΔIon/Ion毎に過不足なく最適な設計基準X1を設定できる。 As described above, according to the present embodiment, since the X1 design reference value is calculated after converting the effect of Diffusion rounding into the characteristic fluctuation of the transistor, it is optimal for each of W and ΔIon / Ion. A design standard X1 can be set.
次に、本発明によらない比較例を説明する。比較例では、X1設計基準値は、W、ΔIon/Ionによらず一定値で定義する。図6において、グラフの実線hとして示すように、トランジスタのゲート幅Wで、ΔIon/Ionが最小の時に必要なX1を一定値(図6では、X1 基準値=0.035um)の設計基準としている。トランジスタのゲート幅Wが大、ΔIon/Ionが大の時に、X1の設計基準が、オーバーマージン設定になってしまう。比較例では、例えばワーストケースでX1設計基準値を設定しているため、トランジスタのゲート幅Wが大、特性変動率ΔIon/Ionの要求値が大の時には、X1 基準値=0.035umは、厳しすぎる値となる。 Next, a comparative example not according to the present invention will be described. In the comparative example, the X1 design reference value is defined as a constant value regardless of W and ΔIon / Ion. In FIG. 6, as shown by the solid line h in the graph, X1 required when ΔIon / Ion is the minimum with the gate width W of the transistor as a design standard of a constant value (in FIG. 6, X1 reference value = 0.035 um). Yes. When the gate width W of the transistor is large and ΔIon / Ion is large, the design standard of X1 is an over margin setting. In the comparative example, since the X1 design reference value is set in the worst case, for example, when the gate width W of the transistor is large and the required value of the characteristic variation rate ΔIon / Ion is large, X1 reference value = 0.035 um The value is too strict.
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of the above patent documents are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
1 拡散層(Diffusion)
2 ポリシリコンゲート(ゲート電極)
3 第1の辺(コーナー部の第1の辺)
4 第2の辺(コーナー部の第2の辺)
5 Diffusionラウンディング
1 Diffusion layer (Diffusion)
2 Polysilicon gate (gate electrode)
3 1st side (1st side of a corner part)
4 Second side (second side of the corner)
5 Diffusion rounding
Claims (20)
前記コーナー部に隣接して配設されるゲート幅Wのトランジスタに関して、前記第2の辺と前記ゲートの間隔をX1とし、前記ラウンディングによって生じるゲート幅の変動量をΔWとし、
前記ラウンディングの形状パラメータと前記ΔWと前記X1の平面幾何学的関係と、前記トランジスタの特性変動率とゲート幅の変動率ΔW/Wの関係とから、
前記ラウンディングの形状パラメータと、前記トランジスタの特性変動率と、前記ゲート幅Wとによって規定される計算式を用いて、前記第2の辺と前記ゲートの間隔X1の基準値を導出し、
半導体装置のレイアウト図形情報から前記コーナー部に隣接して配設されるトランジスタのゲートと前記第2の辺の間隔を抽出し、
前記抽出した前記ゲートと前記第2の辺の間隔が、与えられたトランジスタの特性変動率に対応する前記X1の基準値を満たすか否か判定する、半導体装置のレイアウト検証方法。 In a planar diffusion layer having a second side intersecting at one end with a first side on one side of a predetermined width W region, the first side and the second side are determined. Expressing the shape of the rounding formed at the corner with mathematical formulas,
For a transistor having a gate width W disposed adjacent to the corner portion, an interval between the second side and the gate is X1, a gate width variation amount caused by the rounding is ΔW,
From the shape parameter of the rounding, the plane geometric relationship between the ΔW and the X1, the relationship between the characteristic variation rate of the transistor and the variation rate ΔW / W of the gate width,
Using a calculation formula defined by the rounding shape parameter, the characteristic variation rate of the transistor, and the gate width W, a reference value of the distance X1 between the second side and the gate is derived.
Extracting the distance between the gate of the transistor disposed adjacent to the corner portion and the second side from the layout graphic information of the semiconductor device;
A semiconductor device layout verification method for determining whether or not a distance between the extracted gate and the second side satisfies a reference value of X1 corresponding to a given characteristic variation rate of a transistor.
前記X1の基準値を、前記円弧の半径r、前記トランジスタの特性変動率ΔP/P、前記ゲート幅Wから以下の計算式
にて、導出する、請求項1記載の半導体装置のレイアウト検証方法。 The rounding shape is approximated by a circular arc, the rounding shape parameter is the radius r of the circular arc, the characteristic variation rate of the transistor is ΔP / P,
The reference value of X1 is calculated from the radius r of the arc, the characteristic variation rate ΔP / P of the transistor, and the gate width W as follows:
The method of verifying a layout of a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is derived.
ΔVth/Vthをα×ΔIon/Ionとする、請求項5記載の半導体装置のレイアウト検証方法。 The threshold voltage fluctuation amount ΔVth of the transistor is given by α × ΔIon by the correlation coefficient α between the threshold voltage Vth and the fluctuation amount Ion of the current flowing through the transistor,
6. The semiconductor device layout verification method according to claim 5, wherein [Delta] Vth / Vth is [alpha] * [Delta] Ion / Ion.
前記円弧の前記半径rは、(r−X1)2+(r−ΔW)2=r2の関係を満たす、請求項2記載の半導体装置のレイアウト検証方法。 ΔW is a distance from the first side of an intersection of the arc that approximates the rounding shape and a center line corresponding to a half position in the gate length direction of the gate of the transistor;
The layout verification method for a semiconductor device according to claim 2, wherein the radius r of the arc satisfies a relationship of (r−X1) 2 + (r−ΔW) 2 = r 2 .
前記予め定められた値より大のとき、前記予め定められた値とされる、請求項7記載の半導体装置のレイアウト検証方法。 When the radius r is equal to or smaller than a predetermined value, the radius is the length of the second side,
The layout verification method for a semiconductor device according to claim 7, wherein when the value is larger than the predetermined value, the predetermined value is set.
前記コーナー部に隣接して配設されるゲート幅Wのトランジスタに関して、前記第2の辺と前記ゲートの間隔をX1とし、前記ラウンディングによって生じるゲート幅の変動量をΔWとし、
前記ラウンディングの形状パラメータと前記ΔWと前記X1の平面幾何学的関係と、前記トランジスタの特性変動率とゲート幅の変動率ΔW/Wの関係とから、
前記ラウンディングの形状パラメータと、前記トランジスタの特性変動率と、前記ゲート幅Wとによって規定される計算式を用いて、前記第2の辺と前記ゲートの間隔X1の基準値を導出し、
半導体装置のレイアウト図形情報から前記コーナー部に隣接して配設されるトランジスタのゲートと前記第2の辺の間隔を抽出し、
前記抽出した前記ゲートと前記第2の辺の間隔が、与えられたトランジスタの特性変動率に対応する前記X1の基準値を満たすか否か判定する、レイアウト検証装置。 In a planar diffusion layer having a second side intersecting at one end with a first side on one side of a predetermined width W region, the first side and the second side are determined. Expressing the shape of the rounding formed at the corner with mathematical formulas,
For a transistor having a gate width W disposed adjacent to the corner portion, an interval between the second side and the gate is X1, a gate width variation amount caused by the rounding is ΔW,
From the shape parameter of the rounding, the plane geometric relationship between the ΔW and the X1, the relationship between the characteristic variation rate of the transistor and the variation rate ΔW / W of the gate width,
Using a calculation formula defined by the rounding shape parameter, the characteristic variation rate of the transistor, and the gate width W, a reference value of the distance X1 between the second side and the gate is derived.
Extracting the distance between the gate of the transistor disposed adjacent to the corner portion and the second side from the layout graphic information of the semiconductor device;
A layout verification apparatus that determines whether or not a distance between the extracted gate and the second side satisfies a reference value of X1 corresponding to a given transistor characteristic variation rate.
前記X1の基準値を、前記円弧の半径r、前記トランジスタの特性変動率ΔP/P、前記ゲート幅Wから以下の計算式
にて、導出する、請求項9記載のレイアウト検証装置。 The rounding shape is approximated by a circular arc, the rounding shape parameter is the radius r of the circular arc, the characteristic variation rate of the transistor is ΔP / P,
The reference value of X1 is calculated from the radius r of the arc, the characteristic variation rate ΔP / P of the transistor, and the gate width W as follows:
10. The layout verification device according to claim 9, wherein the layout verification device is derived.
ΔVth/Vthをα×ΔIon/Ionとする、請求項13記載のレイアウト検証装置。 The threshold voltage fluctuation amount ΔVth of the transistor is given by α × ΔIon by the correlation coefficient α between the threshold voltage Vth and the fluctuation amount Ion of the current flowing through the transistor,
The layout verification apparatus according to claim 13, wherein ΔVth / Vth is α × ΔIon / Ion.
前記円弧の半径rは、(r−X1)2+(r−ΔW)2=r2の関係を満たす、請求項10記載のレイアウト検証装置。 ΔW is the distance from the first side of the intersection of the arc that approximates the rounding shape and the center line corresponding to half the gate length direction of the gate electrode;
The layout verification device according to claim 10, wherein the radius r of the arc satisfies a relationship of (r−X1) 2 + (r−ΔW) 2 = r 2 .
前記コーナー部に隣接して配設されるゲート幅Wのトランジスタに関して、前記第2の辺と前記ゲートの間隔をX1とし、前記ラウンディングによって生じるゲート幅の変動量をΔWとし、
前記ラウンディングの形状パラメータと、ΔWとX1の平面幾何学的関係と、前記トランジスタの特性変動率とゲート幅の変動率ΔW/Wの関係とから、
前記ラウンディングの形状パラメータと、前記トランジスタの特性変動率と、前記ゲート幅Wとによって規定される計算式を用いて、前記第2の辺と前記ゲートの間隔X1の基準値を導出し、
半導体装置のレイアウト図形情報から抽出された、前記コーナー部に隣接して配設されるトランジスタのゲートと前記第2の辺の間隔が、与えられたトランジスタの特性変動率に対応する前記X1の基準値を満たすか否か判定する処理、
をコンピュータに実行させるプログラム。 In a planar diffusion layer having a second side intersecting at one end with a first side on one side of a predetermined width W region, the first side and the second side are determined. Expressing the shape of the rounding formed at the corner with mathematical formulas,
For a transistor having a gate width W disposed adjacent to the corner portion, an interval between the second side and the gate is X1, a gate width variation amount caused by the rounding is ΔW,
From the shape parameter of the rounding, the plane geometric relationship between ΔW and X1, and the relationship between the characteristic variation rate of the transistor and the variation rate ΔW / W of the gate width,
Using a calculation formula defined by the rounding shape parameter, the characteristic variation rate of the transistor, and the gate width W, a reference value of the distance X1 between the second side and the gate is derived.
The reference of X1 extracted from the layout graphic information of the semiconductor device, and the distance between the gate of the transistor disposed adjacent to the corner portion and the second side corresponds to the given characteristic variation rate of the transistor Processing to determine whether the value is satisfied,
A program that causes a computer to execute.
前記X1の基準値を、前記円弧の半径r、前記トランジスタの特性変動率ΔP/P、前記ゲート幅Wから以下の計算式
にて、導出する、請求項16記載のプログラム。 The rounding shape is approximated by a circular arc, the rounding shape parameter is the radius r of the circular arc, the characteristic variation rate of the transistor is ΔP / P,
The reference value of X1 is calculated from the radius r of the arc, the characteristic variation rate ΔP / P of the transistor, and the gate width W as follows:
The program according to claim 16, wherein the program is derived.
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