JP2012242986A - Parametric simulation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイスの開発・設計におけるプロセス／デバイスシミュレーションといったシミュレーションによる、複数のパラメータを振った評価検討を行うパラメトリックシミュレーションシステムに関する。 The present invention relates to a parametric simulation system for performing an evaluation study with a plurality of parameters by simulation such as process / device simulation in development and design of a semiconductor device.
複数のパラメータを振った評価検討を行うためのシミュレーションが様々な分野で利用されている。例えば、半導体製品の開発・設計におけるプロセス／デバイスシミュレーションでは、プロセスシミュレーションにおけるドーズ量やデバイスシミュレーションにおけるエピ層厚さ等をパラメータとして振って評価検討を行い、目標とするデバイス特性を満足するパラメータ値を抽出する。 Simulations for evaluating and examining a plurality of parameters are used in various fields. For example, in process / device simulation in the development and design of semiconductor products, evaluations are conducted using parameters such as dose amount in process simulation and epilayer thickness in device simulation, and parameter values that satisfy target device characteristics are determined. Extract.
従来、パラメータを振るシミュレーションでは、異なるパラメータごとにシミュレーションプログラムを作成し、シミュレーションを実行していた。特に複数のパラメータが存在する場合、パラメータの組合せ数は膨大になり、それにあわせて作成する必要のあるシミュレーションプログラムと実行するシミュレーション回数も膨大となっていた。さらに、出力される膨大の数のシミュレーション結果に対して、人手作業で目標値を満足しているかの判断を行っていたため、判断ミスも生じ易く、また判断結果を得るのに多くの時間を要していた。 Conventionally, in a simulation of changing parameters, a simulation program is created for each different parameter and the simulation is executed. In particular, when there are a plurality of parameters, the number of parameter combinations is enormous, and the simulation program that needs to be created accordingly and the number of simulations to be executed are enormous. Furthermore, since it was judged manually whether the target value was satisfied for the enormous number of simulation results that were output, judgment errors were likely to occur, and it took a lot of time to obtain the judgment results. Was.
下記特許文献１には、複数の入力パラメータ値を会話型で入力し、グラフィカルに表示することで大量の入力パラメータ値の組合せを把握したうえで複数のシミュレーションプログラムを実行し、実行結果に基づいてユーザに適切な情報を提供するシミュレーションプログラム実行装置が開示されている。特許文献１記載の装置では、並列計算機上で、シミュレーションプログラムを複数実行することで、効率よくシミュレーションを実行しているが、会話型で入力した複数種の入力パラメータの全組合せについて、シミュレーションを実行しているため、実行するシミュレーション回数は膨大になってしまう。また、シミュレーション実行後の結果データの表示に関しては、全シミュレーション実行後に、ユーザに表示用の補助データを入力させ、目的にあった結果の表示を行うようにしている。 In Patent Document 1 below, a plurality of input parameter values are input interactively and displayed in a graphical manner to grasp a combination of a large number of input parameter values, and then a plurality of simulation programs are executed. A simulation program execution device that provides appropriate information to a user is disclosed. In the device described in Patent Document 1, a simulation is efficiently executed by executing a plurality of simulation programs on a parallel computer. However, a simulation is executed for all combinations of a plurality of types of input parameters input interactively. As a result, the number of simulations to be executed becomes enormous. As for the display of the result data after the simulation is executed, the auxiliary data for display is input by the user after the entire simulation is executed, and the result suitable for the purpose is displayed.
また下記特許文献２には、乱数発生プログラムによってモデル式のパラメータの初期値を多数のパターンにわたって生成し、それぞれの初期値に対して自動パラメータ抽出を実行し、最終的な計算値と実測値の差が最も小さくなるようなパラメータの組み合わせを選ぶことで最適解を求めるパラメータ抽出方法が開示されている。 Also, in Patent Document 2 below, initial values of model formula parameters are generated over a number of patterns by a random number generation program, automatic parameter extraction is performed for each initial value, and final calculated values and actually measured values are calculated. A parameter extraction method for obtaining an optimal solution by selecting a combination of parameters that minimizes the difference is disclosed.
パラメータを振ってシミュレーションによる評価検討を行い、評価の指標となる目標値を満足するパラメータ値を抽出する場合、従来は、異なるパラメータ値ごとにシミュレーションプログラムを作成し、作成したプログラムに基づいてシミュレーションを実行していた。特に、複数のパラメータが存在する場合、パラメータ値の組合せは膨大になり、作成する必要のあるシミュレーションプログラムと該プログラムに基づいて実行するシミュレーション回数も膨大となっていた。 In the case of conducting evaluation evaluation by simulation by allocating parameters and extracting the parameter value that satisfies the target value as an evaluation index, conventionally, a simulation program is created for each different parameter value, and the simulation is performed based on the created program. Was running. In particular, when there are a plurality of parameters, the combinations of parameter values are enormous, and the number of simulation programs that need to be created and the number of simulations that are executed based on the simulation program are enormous.
新規開発による評価検討では、目標値を満足するパラメータ値のおおよその予測も困難なときがあり、その場合はパラメータ値の目星をつけるために実行するシミュレーションの回数もさらに膨大となっていた。 In the evaluation study by newly developed, it is sometimes difficult to roughly predict the parameter value that satisfies the target value, and in that case, the number of simulations to be executed to obtain the star of the parameter value is further enormous.
また、膨大な数のシミュレーションから出力されるシミュレーション結果に対して、人手作業で目標値を満足しているかの判断を行っていたため、判断ミスも生じ易く、また判断結果を得るのに多くの時間を要していた。 In addition, since it was judged manually whether the target value was satisfied for the simulation results output from a large number of simulations, it was easy to make judgment mistakes, and it took a lot of time to obtain the judgment results. Needed.
以上の問題を解決するために本発明は、各種パラメータの組合せの変動領域と目標値を設定してシミュレーションを実行することにより、最適なパラメータ値の組合せを少ないシミュレーション回数で実現するパラメトリックシミュレーションシステムを提供することを目的とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a parametric simulation system that realizes an optimal combination of parameter values with a small number of simulations by executing a simulation by setting a variable region of various parameter combinations and a target value. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために本発明のパラメトリックシミュレーションシステムの一態様は、あらかじめパラメータとする変数を選択し、変動領域（最小値、最大値、最小ステップ値）を設定するパラメータ変動領域設定手段と、シミュレーション結果の評価の指標となる目標値を設定する目標値設定手段と、シミュレーション後に該シミュレーション結果が前記設定した目標値を満たしているかを評価するシミュレーション結果評価手段と、を備え、該シミュレーション結果評価手段によるシミュレーション結果評価から目標値を満たすパラメータ値の組合せを抽出することを特徴とする。 In order to solve the above problems, one aspect of the parametric simulation system of the present invention is a parameter variation region setting unit that selects a variable as a parameter in advance and sets a variation region (minimum value, maximum value, minimum step value); A target value setting means for setting a target value as an index for evaluation of the simulation result, and a simulation result evaluation means for evaluating whether the simulation result satisfies the set target value after the simulation. A combination of parameter values satisfying the target value is extracted from the simulation result evaluation by the means.
また本発明のパラメトリックシミュレーションシステムの別態様は、上記において、前記シミュレーション結果評価手段によるシミュレーション結果評価から目標値を満たしたパラメータ値の組合せが抽出できた場合、該抽出できたパラメータ値の組合せに隣接する組合せ（１パラメータにつき、１ステップのみ変更した組合せ）について、シミュレーションの実行とシミュレーション結果の評価を行い、目標値を満たすパラメータ値の組合せを絞り込むパラメータ値組合せ絞込み手段をさらに備えていることを特徴とする。 According to another aspect of the parametric simulation system of the present invention, in the above, when a combination of parameter values satisfying a target value can be extracted from the simulation result evaluation by the simulation result evaluation unit, the parametric simulation system is adjacent to the extracted parameter value combination. A parameter value combination narrowing means that performs simulation and evaluates a simulation result for a combination to be performed (a combination in which only one step is changed for each parameter), and narrows down a combination of parameter values satisfying a target value. And
また本発明のパラメトリックシミュレーションシステムの更に別の態様は、全目標数が２以上のシミュレーションで、前記シミュレーション結果評価手段によるシミュレーション結果評価から全目標数-1の目標を満たしたパラメータ値の組合せが抽出できた場合、前記組合せのうち１つのパラメータについては、その直前のシミュレーション済みパラメータ値との間と直後のシミュレーション済みパラメータ値との間の領域（前後の変動領域）をそれぞれ分割し、他のパラメータの値は固定した組合せを、次回シミュレーション対象のパラメータ値の組合せとするパラメータ値組合せ作成手段をさらに備えていることを特徴とする。 According to still another aspect of the parametric simulation system of the present invention, a total number of targets is 2 or more, and a combination of parameter values satisfying a target of the total number of targets-1 is extracted from the simulation result evaluation by the simulation result evaluation means. If possible, for one parameter of the combination, the area between the immediately preceding simulated parameter value and the immediately following simulated parameter value (the fluctuation area before and after) is divided into other parameters. Is further provided with a parameter value combination creating means for using a fixed combination as a combination of parameter values to be simulated next time.
本発明の一態様によれば、シミュレーション結果評価手段によるシミュレーション結果評価から目標値を満たすパラメータ値の組合せを抽出するので、人手作業による評価ミスをなくし、評価に要する時間を短縮することができる。 According to one aspect of the present invention, a combination of parameter values satisfying the target value is extracted from the simulation result evaluation by the simulation result evaluation means, so that evaluation errors due to manual work can be eliminated and the time required for evaluation can be shortened.
また本発明の別態様によれば、目標値を満たす隣接するパラメータ値の組合せをパラメータ値組合せ絞込み手段で設定するので、目標値を満たすパラメータ値の組合せが絞り込まれ、目標値を満たすパラメータ値の組合せ全てを、少ないシミュレーション回数で抽出することができる。 According to another aspect of the present invention, the combination of adjacent parameter values satisfying the target value is set by the parameter value combination narrowing means. Therefore, the combination of parameter values satisfying the target value is narrowed down, and the parameter value satisfying the target value is determined. All combinations can be extracted with a small number of simulations.
また本発明のさらに別の態様によれば、全目標数が２以上のシミュレーションで、前記シミュレーション結果評価手段による評価結果から全目標数-1の目標を満たしたパラメータ値の組合せが抽出できた場合には、１つのパラメータについてはその直前のシミュレーション済みパラメータ値との間と直後のシミュレーション済みパラメータ値との間の領域（前後の変動領域）をそれぞれ分割したうえで、他のパラメータ値との組合せを作成することができるのでさらに少ないシミュレーション回数でパラメータ値の組合せを抽出することができる。 According to still another aspect of the present invention, in a simulation in which the total target number is 2 or more, a combination of parameter values satisfying the target of the total target number -1 can be extracted from the evaluation result by the simulation result evaluating means. For one parameter, the region between the immediately preceding simulated parameter value and the immediately following simulated parameter value (the variation region before and after) is divided and combined with other parameter values. Thus, combinations of parameter values can be extracted with a smaller number of simulations.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
まず本発明の実施形態に係るパラメトリックシミュレーションシステムの機能的構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係るパラメトリックシミュレーションシステムの機能的構成を示すブロック図である。図１においてパラメトリックシミュレーションシステムは、設定入力部11と、パラメータ値組合せ作成部12と、連続シミュレーション実行部13と、目標値評価部14と、評価結果表示部15から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
First, a functional configuration of the parametric simulation system according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a parametric simulation system according to an embodiment of the present invention. 1, the parametric simulation system includes a setting input unit 11, a parameter value combination creation unit 12, a continuous simulation execution unit 13, a target value evaluation unit 14, and an evaluation result display unit 15.
設定入力部11は、基本シミュレーションプログラムファイル設定部11aと、パラメータ設定入力部11bと、目標値設定入力部11cから構成されている。基本シミュレーションプログラムファイル設定部11aは、ユーザが指定した各シミュレータにおける基本シミュレーションプログラムファイル名をデータベース16に保存する。パラメータ設定入力部11bは、ユーザが指定した複数のパラメータとする項目、各パラメータの変動領域（最小値、最大値、最小ステップ値）をデータベース16に保存する。目標値設定入力部11cは、ユーザが指定した目標項目、各目標項目の目標値（最小値と最大値による領域指定）をデータベース16に保存する。 The setting input unit 11 includes a basic simulation program file setting unit 11a, a parameter setting input unit 11b, and a target value setting input unit 11c. The basic simulation program file setting unit 11a stores in the database 16 the basic simulation program file name for each simulator specified by the user. The parameter setting input unit 11b stores, in the database 16, items to be a plurality of parameters designated by the user and the variation areas (minimum value, maximum value, minimum step value) of each parameter. The target value setting input unit 11c stores the target item specified by the user and the target value of each target item (region specification based on the minimum value and the maximum value) in the database 16.
パラメータ値組合せ作成部12は、パラメータ設定入力部11bで設定したパラメータ情報をデータベース16から取得し、シミュレーションを実行するパラメータ値の組合せとそのシミュレーションプログラムを作成し、データベース16に保存する。 The parameter value combination creation unit 12 acquires the parameter information set by the parameter setting input unit 11b from the database 16, creates a combination of parameter values for executing the simulation and the simulation program, and saves the simulation program in the database 16.
連続シミュレーション実行部13は、パラメータ値組合せ作成部12で作成した各シミュレーションプログラムをデータベース16から取得し、連続シミュレーションを実行して、シミュレーション結果をデータベース16に保存する。 The continuous simulation execution unit 13 acquires each simulation program created by the parameter value combination creation unit 12 from the database 16, executes the continuous simulation, and stores the simulation result in the database 16.
目標値評価部14は、目標値設定入力部11cで設定した目標値情報と、連続シミュレーション実行部13から得られたシミュレーション結果をデータベース16から取得し、目標値を満たしているかどうかを評価する。そして、評価結果表示部15は、その評価結果を一覧表にして表示する。 The target value evaluation unit 14 acquires the target value information set by the target value setting input unit 11c and the simulation result obtained from the continuous simulation execution unit 13 from the database 16, and evaluates whether the target value is satisfied. Then, the evaluation result display unit 15 displays the evaluation results as a list.
また目標値評価部14において目標を満たすパラメータ値の組合せが抽出できた場合は、パラメータ値組合せ作成部12は、目標を満たすパラメータ値組合せのうち、１パラメータにつき、１ステップのみ変更し、他のパラメータの値は固定した組合せを作成する。 When the target value evaluation unit 14 can extract a combination of parameter values that satisfy the target, the parameter value combination creation unit 12 changes only one step for each parameter among the parameter value combinations that satisfy the target. Create a fixed combination of parameter values.
図２は、本発明の実施形態に係るパラメトリックシミュレーションシステムをプロセス／デバイスシミュレーションに適用した場合の例を示すもので、パラメトリックシミュレーションシステムの動作を図２に示す実行フローチャートを用いて具体的に説明する。図２においてユーザは、最初に、「基本シミュレーションプログラムファイルの設定」ステップ21にて、図３に示すような基本シミュレーションプログラム設定インターフェイス2aを介し、モデル構成やプロファイル条件が記述された基本シミュレーションプログラムファイルを図１に示す基本シミュレーションプログラムファイル設定部11aで設定する。 FIG. 2 shows an example in which the parametric simulation system according to the embodiment of the present invention is applied to process / device simulation. The operation of the parametric simulation system will be specifically described with reference to the execution flowchart shown in FIG. . In FIG. 2, the user firstly sets the basic simulation program file in which the model configuration and profile conditions are described through the basic simulation program setting interface 2a as shown in FIG. Is set by the basic simulation program file setting unit 11a shown in FIG.
次いでユーザは、「パラメータ設定の入力」ステップ22にて、図４に示すようなパラメータ設定インターフェイス2bを介し、パラメータを図１に示すパラメータ設定入力部11bで設定する。ここで、パラメータとする変数は、あらかじめ上述したシミュレーションプログラムファイル内で定義しておくことで、設定が可能である。パラメータは、複数の設定が可能であり、パラメータとする変数を選択し、変動領域（最小値、最大値、最小ステップ値）を設定する。 Next, in the “parameter setting input” step 22, the user sets parameters via the parameter setting interface 2 b as shown in FIG. 4 using the parameter setting input unit 11 b shown in FIG. Here, the variable as a parameter can be set by defining it in advance in the above-described simulation program file. A plurality of parameters can be set. A variable to be used as a parameter is selected, and a variable region (minimum value, maximum value, minimum step value) is set.
そしてユーザは、「目標値設定の入力」ステップ23にて、図５に示すような目標値設定インターフェイス2cを介し、目標値を図１に示す目標値設定入力部11cで設定する。目標として設定できる項目は、複数の設定が可能であり、デバイスシミュレーション結果から抽出できる各コンタクトにおける電気特性項目（電流値、電圧値、電荷量等）、あるいは、これらの電気特性項目から算出できる項目（オン抵抗値、スイッチング損失等）とする。また、目標値は、最小値、最大値（どちらか一方でも可）による領域指定により設定し、目標を満たす上での条件（他の電気特性）の設定も可能である。 Then, in the “input target value setting” step 23, the user sets the target value via the target value setting interface 2c as shown in FIG. 5 using the target value setting input unit 11c shown in FIG. Items that can be set as targets can be set multiple times, and can be extracted from the device simulation results for each contact's electrical property items (current value, voltage value, charge amount, etc.), or items that can be calculated from these electrical property items (ON resistance value, switching loss, etc.). Moreover, the target value is set by specifying an area with a minimum value or a maximum value (either one is acceptable), and conditions (other electrical characteristics) for satisfying the target can be set.
図２のフローチャートに戻り、各設定の入力後、本パラメトリックシミュレーションシステムは、「実験計画法に基づくパラメータ値の組合せ生成」ステップ25にて、最初にシミュレーションを実行するパラメータ値の組合せを図１に示すパラメータ値組合せ作成部12で作成する。上記の如くユーザが設定したパラメータの変動領域より、各パラメータの初期パラメータ値を設定する。初期パラメータ値は、パラメータの変動領域である最小値（Min）、最大値（Max）、最小ステップ値（step）より、
Min, Min+step, Min+step+2*step, Min+step+2*step+4*step, ・・・・, Max
のように設定する。例えば、パラメータ設定を、以下に示す３つ、すなわち、パラメータA（Min=2, Max=30, step=2）、パラメータB（Min=3, Max=30, step=3）、パラメータC（Min=5, Max=50, step=5）とした場合、各パラメータの初期パラメータ値は、A（2, 4, 8, 16, 30）、B（3, 6, 12, 24, 30）、C（5, 10, 20, 40, 50）となる。
Returning to the flowchart of FIG. 2, after inputting each setting, the parametric simulation system displays the parameter value combinations for which simulation is first executed in FIG. 1 in “Generate parameter value combinations based on design of experiment” step 25. The parameter value combination creation unit 12 shown in FIG. The initial parameter value of each parameter is set based on the parameter fluctuation region set by the user as described above. The initial parameter value is based on the minimum value (Min), maximum value (Max), and minimum step value (step), which are parameter fluctuation areas.
Min, Min + step, Min + step + 2 * step, Min + step + 2 * step + 4 * step, ・ ・ ・ ・, Max
Set as follows. For example, there are three parameter settings as shown below: parameter A (Min = 2, Max = 30, step = 2), parameter B (Min = 3, Max = 30, step = 3), parameter C (Min = 5, Max = 50, step = 5), the initial parameter values for each parameter are A (2, 4, 8, 16, 30), B (3, 6, 12, 24, 30), C (5, 10, 20, 40, 50).
続いて、本パラメトリックシミュレーションシステムは、パラメータごとに初期パラメータ値の先頭から４つを抽出し、実験計画法における因子数４水準直交表よりパラメータ値の組合せを作成する。上記の例では、３つのパラメータA、B、Cにおいて、それぞれ４水準はA(2, 4, 8, 16)、B(3, 6, 12, 24)、C(5, 10, 20, 40)となり、組合せは以下の表１に示すようになる。 Subsequently, the present parametric simulation system extracts four initial parameter values from the beginning for each parameter, and creates a combination of parameter values from the factor number four-level orthogonal table in the experimental design. In the above example, for the three parameters A, B, and C, the four levels are A (2, 4, 8, 16), B (3, 6, 12, 24), C (5, 10, 20, 40, respectively. The combinations are as shown in Table 1 below.
作成したパラメータ値の組合せ全てのシミュレーションを実行後、本パラメトリックシミュレーションシステムは、「シミュレーション結果が目標値を満たしたかの評価」ステップ27にて、シミュレーション結果を抽出し、図１に示す目標値評価部14でその結果がユーザの設定した目標値を満たしているかの評価を行い、目標値を満たしたパラメータ値の組合せを抽出する。評価した結果は、「評価結果を表示」ステップ28にて、図６に示すような評価結果表示インターフェイス2dを介し、図１に示す評価結果表示部15でシミュレーション結果の詳細（パラメータの値と目標の値）を、目標値を満たした結果と満たしていない結果を色分けにより区別して一覧表に表示する。図２に示す評価結果表示インターフェイス2dは、連続シミュレーションの実行中でも、シミュレーションが完了したパラメータ値の組合せについては表示が可能である。 After executing the simulation of all the combinations of the created parameter values, the parametric simulation system extracts the simulation result in the “evaluation of whether the simulation result satisfies the target value” step 27, and the target value evaluation unit 14 shown in FIG. Then, it is evaluated whether the result satisfies the target value set by the user, and a combination of parameter values satisfying the target value is extracted. The evaluation result is displayed in the evaluation result display section 15 shown in FIG. 1 through the evaluation result display interface 2d as shown in FIG. Value) is displayed in a list by distinguishing the result satisfying the target value and the result not satisfying by color coding. The evaluation result display interface 2d shown in FIG. 2 can display a combination of parameter values for which simulation has been completed even during continuous simulation.
ここで、設定した全目標を満たしているパラメータ値の組合せが抽出できた場合、本パラメトリックシミュレーションシステムは、「目標値を満たしたパラメータ値の組合せ近辺の組合せ生成」ステップ24にて、その組合せに隣接するパラメータ値組合せとして、その組合せのうち、１つのパラメータについては、パラメータ値の前後の値（-stepと+step）とし、他のパラメータの値は固定した組合せを図１に示すパラメータ値組合せ作成部12で作成し、次回シミュレーション対象のパラメータ値の組合せとする。前後の値とするのは、全パラメータを対象とする。なお、一度シミュレーションの実行を完了しているパラメータ値組合せが、次回シミュレーション対象となった場合、そのパラメータ値組合せのシミュレーションはスキップする。目標値を満たすパラメータ値の組合せ分布は隣接している可能性が高いため、次回シミュレーション対象に隣接するパラメータ値組合せを選ぶことで、目標値を満たすパラメータ値の組合せが絞り込まれ、目標値を満たすパラメータ値の組合せ全てを、できるだけ少ないシミュレーション回数で抽出することが可能となる。 Here, when a combination of parameter values satisfying all the set targets can be extracted, the parametric simulation system determines the combination in step 24 of “Generate combination near parameter value combinations satisfying target values”. As the adjacent parameter value combinations, one parameter of the combinations is a value before and after the parameter value (-step and + step), and the other parameter values are fixed combinations shown in FIG. Created by the creating unit 12 and set as a combination of parameter values to be simulated next time. The values before and after are all parameters. Note that when a parameter value combination for which simulation has been executed once becomes the next simulation target, the simulation of the parameter value combination is skipped. Since there is a high possibility that the parameter value combination distribution satisfying the target value is adjacent, by selecting the parameter value combination adjacent to the next simulation target, the parameter value combinations that satisfy the target value are narrowed down to satisfy the target value. All combinations of parameter values can be extracted with as few simulations as possible.
例えば、上記の例において、全目標を満たした組合せが、（A, B, C）=（4, 12, 40）であった場合、パラメータAについて隣接するパラメータ値組合せは、パラメータAの値を4-2=2、4+2=6 とし、パラメータBとパラメータCは固定した（2, 12, 40）、（6, 12, 40）となる。続いてパラメータBについて隣接するパラメータ値組合せは、パラメータBの値を 12-3=9、12+3=15とし、パラメータAとパラメータCは固定した（2, 9, 40）、（2, 15, 40）となる。同様にパラメータCについて隣接するパラメータ値組合せは、（2, 12, 35）、（2, 12, 45）となり、全目標を満たした組合せ（A, B, C）=（4, 12, 40）に隣接する全パラメータ値組合せは、（A, B, C）=（2, 12, 40）、（6, 12, 40）、（2, 9, 40）、（2, 15, 40）、（2, 12, 35）、（2, 12, 45）となる。 For example, in the above example, when the combination that satisfies all the targets is (A, B, C) = (4, 12, 40), the parameter value combination adjacent to the parameter A is the value of the parameter A. 4-2 = 2, 4 + 2 = 6, and parameters B and C are fixed (2, 12, 40) and (6, 12, 40). Next, for parameter B, adjacent parameter value combinations are set such that the value of parameter B is 12-3 = 9, 12 + 3 = 15, and parameters A and C are fixed (2, 9, 40), (2, 15 , 40). Similarly, the parameter value combinations adjacent to parameter C are (2, 12, 35) and (2, 12, 45), and the combination that satisfies all targets (A, B, C) = (4, 12, 40) All parameter value combinations adjacent to are (A, B, C) = (2, 12, 40), (6, 12, 40), (2, 9, 40), (2, 15, 40), ( 2, 12, 35) and (2, 12, 45).
また、全目標数が２以上のシミュレーションで、全目標数-1の目標を満たしたパラメータ値の組合せが抽出できた場合、この組合せ近辺に全目標を満たすパラメータ値の組合せが存在する可能性が高いと考え、本パラメトリックシミュレーションシステムでは、「目標値を満たしたパラメータ値の組合せ近辺の組合せ生成」ステップ24にて、以下のパラメータ値の組合せを図１に示すパラメータ値組合せ作成部12で作成する。前記組合せのうち１つのパラメータについては、その直前のシミュレーション済みパラメータ値との間と直後のシミュレーション済みパラメータ値との間の領域（前後の変動領域）を初期パラメータ値の設定と同様の手法でそれぞれ分割し、他のパラメータの値は固定した組合せを、次回シミュレーション対象のパラメータ値の組合せとする。 In addition, if a combination of parameter values that satisfies the target of the total target number -1 can be extracted in a simulation in which the total target number is 2 or more, there is a possibility that there is a combination of parameter values that satisfy the entire target in the vicinity of this combination. In the present parametric simulation system, the following parameter value combinations are created by the parameter value combination creating unit 12 shown in FIG. 1 in “Generate near combination of parameter values satisfying target value” step 24. . For one parameter of the above combination, the area between the immediately preceding simulated parameter value and the immediately following simulated parameter value (the fluctuation area before and after) is respectively determined in the same manner as the initial parameter value setting. A combination obtained by dividing and fixing the values of other parameters is set as a combination of parameter values to be simulated next time.
この方法により、早い段階での全目標を満たしているパラメータ値組合せの抽出が可能となる。この前後の変動領域の分割は、全パラメータを対象とする。例えば、上記の例において、全目標数-1の目標を満たしたパラメータ値の組合せが、（A, B, C）=（8, 24, 10）であった場合、パラメータAについてシミュレーション済みの値は2、4、8、16であり、「8」の前後は「4」と「16」になる。したがって、分割対象となる前後の変動領域は4〜8、8〜16となる。この２領域を初期パラメータ値の設定と同様の手法で分割を行うと、（(4), 6, (8)）と（(8), 10, 14, (16)）となり、次回シミュレーション対象となるパラメータAの値は6、10、14となる。よって、パラメータAについての近辺のパラメータ値組合せは、パラメータBとパラメータCは固定した（A, B, C）=（6, 24, 10）、（10, 24, 10）、（14, 24, 10）となる。続いて、パラメータBについてシミュレーション済みの値は3、6、12、24であり、「24」の前は「12」になる。後ろの値はシミュレーション済みの値が存在しないため、Maxの「30」とする。よって、分割対象となる前後の変動領域は12〜24、24〜30となる。この２領域を初期パラメータ値の設定と同様に分割を行うと、（(12), 15, 21, (24)）と（(24), 27, 30）となり、次回シミュレーション対象となるパラメータBの値は15、21、27、30となる。したがって、パラメータBについての近辺のパラメータ値組合せは、パラメータAとパラメータCは固定した（A, B, C）=（8, 15, 10）、（8, 21, 10）、（8, 27, 10）、（8, 30, 10）となる。同様に、パラメータCについての近辺のパラメータ値組合せは、（A, B, C）=（8, 15, 15）となり、（A, B, C）=（8, 24, 10）の近辺のパラメータ値組合せは、（A, B, C）=（6, 24, 10）、（10, 24, 10）、（14, 24, 10）、（8, 15, 10）、（8, 21, 10）、（8, 27, 10）、（8, 30, 10）、（8, 15, 15）となる。 This method makes it possible to extract parameter value combinations that satisfy all targets at an early stage. The division of the fluctuation region before and after this covers all parameters. For example, in the above example, if the combination of the parameter values that satisfy the target of the total target number -1 is (A, B, C) = (8, 24, 10), the simulated value for the parameter A Are 2, 4, 8, and 16, before and after "8" are "4" and "16". Therefore, the fluctuation regions before and after being divided are 4 to 8 and 8 to 16. If these two areas are divided by the same method as the initial parameter value setting, they become ((4), 6, (8)) and ((8), 10, 14, (16)). The value of parameter A is 6, 10, and 14. Therefore, in the vicinity of parameter A, parameter B and parameter C are fixed (A, B, C) = (6, 24, 10), (10, 24, 10), (14, 24, 10) Subsequently, the simulated values for parameter B are 3, 6, 12, and 24, and “12” precedes “24”. Since the value after the simulation does not exist, Max is set to “30”. Therefore, the fluctuation areas before and after being divided are 12 to 24 and 24 to 30. If these two areas are divided in the same way as the initial parameter value setting, they become ((12), 15, 21, (24)) and ((24), 27, 30). The values are 15, 21, 27, 30. Therefore, the parameter value combinations in the vicinity of parameter B are the parameters A and C fixed (A, B, C) = (8, 15, 10), (8, 21, 10), (8, 27, 10), (8, 30, 10). Similarly, the parameter value combination around parameter C is (A, B, C) = (8, 15, 15), and the parameter near (A, B, C) = (8, 24, 10) Value combinations are (A, B, C) = (6, 24, 10), (10, 24, 10), (14, 24, 10), (8, 15, 10), (8, 21, 10 ), (8, 27, 10), (8, 30, 10), (8, 15, 15).
本パラメトリックシミュレーションシステムは、抽出した全目標を満たしているパラメータ値の組合せと全目標数-1の目標を満たしたパラメータ値の組合せすべてについて前記処理を行い、全目標を満たしているパラメータ値の組合せと全目標数-1の目標を満たしたパラメータ値の組合せが抽出できなくなるまで繰り返す。そして、全目標を満たしているパラメータ値の組合せと全目標数-1の目標を満たしたパラメータ値の組合せが抽出できなくなった時点で、図２に示す「実験計画法に基づくパラメータ値の組合せ生成」ステップ25にて、１つのパラメータについて、パラメータ変動領域のMinをstepだけ加算し、図１に示すパラメータ値組合せ作成部12で新たなパラメータ値の組合せを作成する。Minを加算するパラメータは順に変更する。 This parametric simulation system performs the above processing for all combinations of parameter values that satisfy all the extracted targets and parameter values that satisfy the target of the total number of targets minus one, and combinations of parameter values that satisfy all the targets. And iterate until it becomes impossible to extract a combination of parameter values that satisfy the target of the total target number -1. Then, when it becomes impossible to extract a combination of parameter values satisfying all targets and a combination of parameter values satisfying the target of the total number of targets −1, “parameter value combination generation based on experimental design” shown in FIG. In step 25, Min of the parameter variation region is added by one step for one parameter, and a new parameter value combination is created by the parameter value combination creating unit 12 shown in FIG. The parameter for adding Min is changed in order.
例えば、上記の例において、全目標あるいは全目標数-1の目標を満たしたパラメータ値の組合せが抽出できなかった場合、パラメータAのMinを「2」から「4」に変更し、変動領域を（Min=4, Max=30, step=2）とした、A(4, 6, 10, 18)、B(3, 6, 12, 24)、C(5, 10, 20, 40)によるパラメータ値の組合せを作成する。 For example, in the above example, if the combination of parameter values that satisfy all targets or the target of all targets -1 could not be extracted, change Min of parameter A from `` 2 '' to `` 4 '' and change the fluctuation region (Min = 4, Max = 30, step = 2), parameters by A (4, 6, 10, 18), B (3, 6, 12, 24), C (5, 10, 20, 40) Create value combinations.
以上、本パラメトリックシミュレーションシステムは、パラメータ値の組合せ生成とシミュレーションの実行を繰り返し、全パラメータのMinとMax間がstep以下となった場合に、パラメータ値の組合せ生成が不可能となり、終了となる。 As described above, this parametric simulation system repeats the generation of parameter value combinations and the execution of the simulation, and when the distance between Min and Max of all the parameters is equal to or less than step, the parameter value combination generation is impossible and the process ends.
図７は、本発明の実施例に基づくトレンチ型ショットキーダイオードの構成例を示す図である。図７のトレンチ型ショットキーダイオードにおいて、エピ層であるNepiTopとNepiBottomの濃度と厚さをパラメータとし、順方向電圧印加時における電流値を目標とするプロセス／デバイスシミュレーションについて、本発明を適用した例を説明する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a trench Schottky diode according to an embodiment of the present invention. In the trench Schottky diode of FIG. 7, an example in which the present invention is applied to a process / device simulation in which the concentration and thickness of the epilayers NepiTop and NepiBottom are used as parameters and the current value during forward voltage application is targeted Will be explained.
設定したパラメータは、NepiTopのエピ層濃度（NodeTop）を4.00E+15 〜 6.00E+15 [/cm2]（1.00E+15 [/cm2] ステップ）、エピ層厚さ（AtsTop）を2 〜 3 [μm]（0.5 [μm]ステップ）と、またNepiBottom のエピ層濃度（NodeBottom）を2.00E+15 〜 4.00E+15 [/cm2]（1.00E+15 [/cm2]ステップ）、エピ層厚さ（AtsBottom）を6 〜 8 [μm]（1 [μm]ステップ）である。また設定した目標値は、コンタクトAnodeの電流（Total Current） 2 [A]以上（コンタクトAnodeの電圧（Inner Voltage） 0.6 [V]時）である。 The set parameters are NepiTop epilayer concentration (NodeTop) of 4.00E + 15 to 6.00E + 15 [/ cm 2 ] (1.00E + 15 [/ cm 2 ] step), and epi layer thickness (AtsTop) of 2 ~ 3 [μm] (0.5 [μm] step) and NepiBottom epilayer concentration (NodeBottom) from 2.00E + 15 to 4.00E + 15 [/ cm 2 ] (1.00E + 15 [/ cm 2 ] step) The epi layer thickness (AtsBottom) is 6-8 [μm] (1 [μm] step). The set target value is a current (Total Current) 2 [A] or more at the time of the contact Anode (when the voltage (Inner Voltage) of the contact Anode is 0.6 [V]).
本発明を適用した上記デバイスのシミュレーション結果を以下の表２に示す。 The simulation results of the device to which the present invention is applied are shown in Table 2 below.
比較対象として、本発明を適用せず、パラメータ値の組合せ総当りによる、同様のシミュレーションを実施した結果を以下の表３に示す。 Table 3 below shows the results of a similar simulation that was performed by comparing all parameter values without applying the present invention as a comparison target.
11 設定入力部
11a 基本シミュレーションプログラムファイル設定部
11b パラメータ設定入力部
11c 目標値設定入力部
12 パラメータ値組合せ作成部
13 連続シミュレーション実行部
14 目標値評価部
15 評価結果表示部
16 データベース
2a 基本シミュレーションプログラム設定インターフェイス
2b パラメータ設定インターフェイス
2c 目標値設定インターフェイス
2d 評価結果表示インターフェイス
S21 「基本シミュレーションプログラムファイルの設定」ステップ
S22 「パラメータ設定の入力」ステップ
S23 「目標値設定の入力」ステップ
S24 「目標値を満たしたパラメータ値の組合せ近辺の組合せ生成」ステップ
S25 「実験計画法に基づくパラメータ値の組合せ生成」ステップ
S26 「連続シミュレーションの実行」ステップ
S27 「シミュレーション結果が目標値を満たしたかの評価」ステップ
S28 「評価結果を表示」ステップ
11 Setting input section
11a Basic simulation program file setting section
11b Parameter setting input section
11c Target value setting input section
12 Parameter value combination creation part
13 Continuous simulation execution part
14 Target value evaluation department
15 Evaluation result display
16 database
2a Basic simulation program setting interface
2b Parameter setting interface
2c Target value setting interface
2d Evaluation result display interface
S21 "Basic simulation program file setting" step
S22 “Enter Parameter Settings” Step
S23 “Enter target value” step
S24 "Generate combination near parameter value combination that satisfies target value" step
S25 “Generate parameter value combinations based on design of experiment” step
S26 “Run continuous simulation” step
S27 "Evaluation of whether simulation result meets target value" step
S28 “Show Evaluation Results” step
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011111057A JP2012242986A (en) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | Parametric simulation system |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2011111057A JP2012242986A (en) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | Parametric simulation system |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011111057A Withdrawn JP2012242986A (en) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | Parametric simulation system |
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| JP (1) | JP2012242986A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7443224B2 (en) | 2020-12-04 | 2024-03-05 | 株式会社東芝 | Design support method, design support system, program, and storage medium |
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2011
- 2011-05-18 JP JP2011111057A patent/JP2012242986A/en not_active Withdrawn
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